20374.web環(huán)境下的水動(dòng)力過程一體化模擬方法研究

1、NANJINGNoRMALUNIVERSITYADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScience凰ResearchonIntegratedSimulationMethod0fHydrodynamiCProceSSinWeb1n●oEnVlronmentCandidate：HongMinSuperVisor：Pro

2、fSongZhiyaoAssProfYongningWenCoege：CoegeofGeographicScienceDiscipline：GeographySpecialty：CartographyandGISDateFinished：May13th，2012DateApproVed：May19th，2012摘要摘要水動(dòng)力過程研究是地球科學(xué)研究中的重點(diǎn)領(lǐng)域，建模與數(shù)值模擬方法是水動(dòng)力研究的重要手段。通常，一個(gè)完整的水動(dòng)力數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)包

3、括數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型嵌套計(jì)算和數(shù)據(jù)可視化三部分，三者邏輯上統(tǒng)一但在實(shí)際操作中卻是獨(dú)立執(zhí)行的，并且各自使用單獨(dú)的程序軟件進(jìn)行，使得模擬實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣、成本增加，而且效率低下。由于模型本身的開發(fā)原理和背景不同，模型程序在離散網(wǎng)格和程序執(zhí)行等方面存在差異，導(dǎo)致模型在嵌套計(jì)算時(shí)往往需要手動(dòng)修改模型代碼和數(shù)據(jù)文件，自動(dòng)化程度低。因而，目前的水動(dòng)力過程模擬方法在的時(shí)間、金錢和人力成本等方面成本過高，不利于學(xué)科的發(fā)展，也有礙于水動(dòng)力數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的推廣，不

4、適于跨專業(yè)的研究。本文主要針對(duì)水動(dòng)力過程模擬研究中普遍存在的模擬流程分散獨(dú)立、模型嵌套計(jì)算自動(dòng)化程度低等問題，以典型的二維大尺度模型CSTM和三維小尺度模型POM為例，對(duì)Wreb環(huán)境中的水動(dòng)力過程一體化模擬方法進(jìn)行了系統(tǒng)性地研究和實(shí)踐，主要完成了以下幾方面工作：(1)多尺度水動(dòng)力模型自動(dòng)嵌套計(jì)算方法：分析了水動(dòng)力過程與水動(dòng)力模型的基本原理，總結(jié)了水動(dòng)力模型的分類，并介紹了常用的水動(dòng)力模型。重點(diǎn)解析了POM和CSTM的計(jì)算原理，并以POM

5、和CSTM為例，研究了多尺度模型的自動(dòng)嵌套方法，提出了以網(wǎng)格嵌套和程序嵌套為核心的多尺度水動(dòng)力模型嵌套方法。(2)水動(dòng)力過程一體化模擬方法：借助W曲技術(shù)在易用性和標(biāo)準(zhǔn)化上的優(yōu)勢，以及GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和可視化功能，分析了水動(dòng)力過程模擬與W曲GIS集成的四大方面：空間參考集成、網(wǎng)格集成、數(shù)據(jù)集成以及程序集成，從而整合了水動(dòng)力過程模擬的三大部分，進(jìn)而提出了W曲環(huán)境中水動(dòng)力過程模擬的一體化方法。(3)水動(dòng)力過程一體化模擬方案：基于Arc