纳希瞬时单位线参数优化研究

应用矩法推求的纳希瞬时单位线参数还原同次洪水过程存在着与实测洪水过程拟合效果不佳的现象.根据实际洪水预报中对洪峰流量处预报精度要求较高的需要,构建了优选瞬时单位线参数的最优化模型,提出了应用矩法与梯度搜索法联合求解最优化问题的一套方法,并将矩法与该方法用于同场次暴雨洪水过程计算,计算结果表明,采用本优化模型及解法得出的结果较矩法预报精度有了进一步的改善,且在洪峰中具有较好的还原效果.研究表明优选瞬时单位线参数的最优化模型以及求解方法较之矩法更能得出符合流域汇流特性的单位线参数.     

基于地理信息系统技术的GIUH通用公式的应用

简介地貌瞬时单位线(GIUH)的发展以及GIUA的通用公式．采用地理信息系统(GIS)技术从数字高程模型(DEM)中分析和提取了Horton地貌率等地貌参数．以龙岩市桃源溪麦园水站和雁石溪龙门水站控制流域为例,利用GIUH通用公式对多场历史洪水进行模拟计算．计算结果表明,洪峰值和峰现时间与实测值相符．     

库区几何要素对溃坝洪水特性影响的模拟研究

为了研究水库蓄水深度、水库宽度和长度等库区几何要素对溃坝洪水特性的影响,采用Flow-3D建立了数值水槽模型。通过物理模型实验验证了模拟值的合理性。随后,进行了一系列数值模拟。结果表明,各观测断面的洪峰流量、最大水深和溃坝波速随水库深度的增加而增加,峰现时间也随之提前。各观测断面的洪峰流量随水库宽度增加而增加,而最大水深、溃坝波速和峰现时间基本不变。沿程各断面洪峰流量随着水库长度的增加而增加,而溃坝波速、坝址断面洪峰流量和洪峰时间基本不变,沿程各断面峰现时间推迟。     

流域汇流的等流时单位线方法初探

由于等流时线方法的固有缺陷,它计算出的流量过程线难以达到需要的精度.本文使用分布式瞬时单位线的思想来改进等流时线方法,将产流场和传播场结合起来,使用纳什线性水库模型为每一个等流时面积建立各自的单位线,以描述河槽调蓄对径流的作用,弥补了等流时线法的缺陷.同时它利用一组线性水库之间的相似关系,缩减建立单位线所需的参数,继而建立等流时单位线.该方法可以便于根据流域下垫面特性和径流进行参数调节,最后找到适合该流域的参数.等流时单位线方法用于白溪流域五场洪水的实际计算结果说明,它可以较好地综合等流时线法和单位线法的优势,改进计算的精度.等流时单位线法是等流时线法和单位线法的有效结合,方法中各参数能够较容易地与实际物理模型相联系,更有利于应用在缺乏资料的流域.     

考虑闸坝影响的流域汇流单位线研究

闸坝工程的大量修建,严重影响了流域水文情势和水循环过程,天然状况下流域汇流单位线已无法适用.本文在传统Nash瞬时单位线将流域对洪水的调蓄视为n个线性串联水库出流的基础上,考虑闸坝工程对洪水过程推移和坦化的影响,通过添加与前n个水库不同的第n+1个虚拟水库,等效模拟闸坝工程对洪水过程的调蓄作用,提出了适用于闸坝影响下的流域汇流单位线,并应用于闸坝影响突出的淮河流域洪水预报.研究表明:相比传统Nash单位线,该方法能显著提高洪水预报精度,对洪峰流量和退水过程的模拟效果改进尤佳.本文所提出的方法发展了单位线理论,拓展了单位线适用范围,提高了闸坝工程影响下的洪水预报精度,为研究人类活动对流域水文水资源的影响提供了一种新方法.     

分布式地貌瞬时单位线在闽江流域的应用探究

无资料或资料匮乏地区的汇流问题是水文科学研究的热点和难点.在这类问题上,地貌瞬时单位线成为了可靠的解决办法.本文基于现有的单元流域划分方法,以汇入最高级河道的河网集水区为基准重新制定单元划分方案.提取每个单元流域内的地形地貌参数,将伽马分布地貌瞬时单位线应用在各单元流域上,从而构建了分布式地貌瞬时单位线.同时,选取了闽江建阳流域作为研究区域,耦合蓄满产流模型模拟历史洪水过程从而进行方法的应用和验证.结果表明:各单元间的地貌瞬时单位线存在明显区别,单元间汇流特性差异显著.由1988～1999年25场洪水的模拟结果显示,径流深相对误差的绝对值小于20%的有23场,峰现时差在2 h以内的有20场,洪峰模拟效果最好,25场洪水均满足许可误差要求,且误差平均值为3.5%,确定性系数的平均值为0.844,最高可以达到0.962.综上表明,本文所提的单元划分方法合理且可行,能够很好地适用在无资料地区的洪水预报问题上.     

无资料流域临界雨量的推导

无资料流域的水文预报一直是现代水文研究的一个热点和难点。本文采用大断面测量资料和圣维南方程组相结合的方式推导恒定流的水位流量关系曲线,在实地调查测量获取河道特征水位的情况下,利用水位流量关系曲线反推特征流量指标。结合GIS技术和计算机技术,应用瞬时地貌单位线理论,根据数字高程模型和坡面流速水力学公式,在推导出雨滴流路长度分布和雨滴汇流速度分布的基础上,进一步推算出流域瞬时地貌单位线和时段地貌单位线;提出了洪峰流量达标频次阈值指标,在降雨一定的前提下,随机分配雨量过程,采用时段地貌单位线进行汇流模拟,当模拟洪峰流量大于特征流量的频次处于阈值范围内,则认为此降雨值为特征流量相对应的特征雨量值。经过吉林中小河流21个控制断面的推广应用,证明这种方法是可行的。     

基流分割对城市雨洪过程模拟的影响研究

准确预报洪水过程对城市防洪减灾至关重要．基流一般是指来源于地下水,河道中常年存在的基本径流,在进行城市洪水模拟时对模拟结果具有重要的影响．为提高模型模拟精度,本文构建了济南市主城区流域SWMM（storm water management model）,借助基流水平分割法处理模型率定所需流量数据,将基流分割前后流量数据应用于模型率定和验证,模拟6场不同历史暴雨洪水过程并定量评价基流分割前后的模拟效果．研究结果表明:基流量大小约占洪峰流量的10%,对洪水模拟结果影响较大;当采用原始流量数据率定模型时,未区分降水和其他径流组分来源,模拟效果一般（纳什效率系数均值为0.532）;当使用基流分割后的流量数据时,模拟精度明显提高（纳什效率系数均值为0.765）,场次暴雨模拟精度平均提高43.7%,洪峰流量相对误差降低3.59%,对峰现时间误差等洪水过程波动趋势特征影响不明显．本文拓展了基流分割在城市雨洪模拟中的应用,并为相关部门在城市暴雨洪水灾害预报预警方面提供了一定的科学依据和技术支撑．      

基于降雨强度及降雨中心的瞬时单位线参数综合优化

流域降雨的强度和降雨中心位置等时空特性是影响流域汇流计算的重要因素.为了定量分析降雨时空分布不均匀性对流域汇流的影响,本文基于瞬时单位线法以沮漳河流域为例,率定了多场流域实测洪水过程的瞬时单位线n、k参数,采用多元回归分析法建立降雨中心位置C_L和降雨强度Imt与n、k参数的回归公式,给出了n、k参数的回归方程,采用该方法可求得不同降雨中心位置及降雨强度下的瞬时单位线n、k参数,再转换为时段单位线进行预报.该方法具有传统单位线法简便实用的特点,又具有考虑降雨时空变异性的优点,在沮漳河流域洪水预报模型中的应用表明该方法是可行的.     

基于Infoworks ICM模型的典型海绵措施径流减控效果评估

为了分析海绵措施在流域尺度的雨水径流减控效果,提出适用于海绵城市系统建设的最优组合模式。基于Infoworks ICM模型构建马草河综合流域洪涝模型,结合雨水控制与利用工程设计规范,定量评估调蓄池、下凹式绿地及透水铺装海绵组合模式的蓄滞效果。研究结果表明:(a)海绵组合措施对10年一遇以下低重现期降雨径流量、洪峰流量和峰现时间的削减延迟效果较好;当降雨重现期达到10年一遇及以上时,径流量和洪峰流量削减比例不同程度地降低,洪峰流量削减和峰现时间延迟效果明显降低。(b)实施海绵措施后流域年径流量平均削减39%,各管控地块全部满足控制标准,现行雨水设计规范标准有助于支撑海绵城市试点建设。     

基于改进遗传优化算法的线阵相机标定方法

在手机玻璃盖板的缺陷检测中,为了获得缺陷特征明显的高精度图像,不仅需要搭建高质量图像采集系统,而且需要对线阵相机进行精密标定.结合工业现场需求,本文提出了一种基于改进遗传优化算法的线阵相机标定方法.在已有线性扫描模型的基础上,引入线阵扫描图片图像畸变矫正,推导了新的标定参数.在已有无畸变矫正的线性解析解基础上,引入遗传算法进行新参数的求解优化,实现了新标定参数的非线性求解.实验结果表明,与不加入图像畸变矫正的求解方法相比,所提方法具有更高的测量精度.      

基于相关拟合校准技术的MEMS平面微运动纳米精度测量

微电子机械系统（MEMS）谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数为MEMS器件的设计提供重要参考．提出一种基于相位相关技术的亚像素运动估计算法,可对相关拟合方法进行误差校准补偿,从而提高对物体运动的分辨力,实现纳米精度测量．利用该算法对MEMS器件的运动历程做分析,得到特定驱动频率下MEMS器件的幅度一相位曲线．利用扫频测量原理,获得了MEMS器件的幅频特性．实验结果表明,该方法具有较好的测量精度,测量分辨力优于5nm．     

视觉测量中的一种线性摄像机标定方法

视觉测量中成像模型的求解速度和效率是下,利用预先标定好的图像尺度因子,采用一幅图像对摄像机的外部参数、有效焦距、径向畸变进行标定,标定过程中,每一步均用线性方程组求解.该方法求解过程快速,结果准确,适合视觉测量中对摄像机的不定期标定.     

由任意平行四边形确定摄像机内参数的方法

摘要： 根据交比与角度之间的联系,提出了一种由任意平行四边形标定摄像机内参数的线性方法.采用关于空间平面上平行四边形的2种不同方案,运用拉盖尔定理和交比不变性原理,计算2个圆环点的图像坐标,再利用圆环点在绝对二次曲线上这一特点来线性标定摄像机内参数,完成标定只需3幅图像.文章将以往通过正交直线求圆环点的方法进行了扩展,采用任意斜交直线也可求圆环点,因而具有更广泛的适用性.模拟实验和真实图像实验均证明了该方法的可行性.     

六点法摄像机标定的研究

提出一种利用立方体的六个顶点相对于其中一点的几何约束关系进行摄像机线性标定的方法.即在小孔成像模型的基础上,把六个顶点的坐标带入到成像公式来求解摄像机的内外参数,从而实现对摄像机的线性标定.同时为了减少提取数据的误差,引入了成组六点法.实验结果表明,与直接线形法相比六点法标定的精度可达2个像素.     

双目立体视觉系统摄像机标定

对摄像机参数标定是三维定位的关键．制作了平面式标定板，将标定板中圆的当量中心作为标定用参考点，这样可以有效避免测量误差．采用线性和非线性结合的方法标定摄像机参数，首先利用直接线性转换模型（DLT）得到投影矩阵，通过约束条件分解参数矩阵，分别求出摄像机内部参数；然后将得到的标定参数作为初值，代入非线性方程进行优化，得到精确的标定参数．非线性优化采用Levenberg—Marquardt迭代法．试验表明，标定参数与出厂参数有一定差异，但和实际情况完全吻合．     

华北农田土壤水分运动参数的Bayes估计

为了估计具有垂向空间异质性的田间尺度土壤水分运动参数,提出利用原位多点土壤含水率观测数据反演多层土壤持水和导水特征参数的Bayes方法。该方法基于Hydrus-1D模拟模型建立Bayes推断模型,采用Markov Chain Monte Carlo(MCMC)方法求解Bayes联合概率分布,得到参数的后验边缘分布。将该方法应用于华北平原一典型农田土壤剖面,参数反演结果反映了空间变异性,与室内试验值具有较好的一致性,相应的土壤水分运动模拟具有较高精度,从而验证了该方法的有效性。     

约束钢柱火灾下受力性能的参数分析

利用验证了的有限元模型对轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱火灾下的受力性能进行了参数分析。 考虑的参数包括轴力荷载比,弯矩荷载比,轴向约束刚度比,转动约束刚度比, 长细比和端部弯矩比等。参数分析的结果包括各参数对钢柱的轴力－温度关系曲线和跨中截面－温度关系曲线的影响, 以及各参数对约束钢柱的 临界温度,无约束钢柱与约束钢柱临界温度之差,约束钢柱的临界温度与屈曲温度之差的影响等。 主要结论为：(1) 约束钢柱屈曲前,轴力基本线性增加,截面弯矩变化较小;(2) 约束钢柱屈曲后,截面弯矩突然增大,钢柱处于轴力和弯矩的共同作用下;(3) 轴向约束减小约束钢柱的临界温度,并且随之轴向约束刚度的增加,钢柱的临界温度逐渐减小,但 是存在一个临界轴向约束刚度比,当轴向约束刚度比大于该临界轴向约束刚度比时,轴向约束刚度比的大小对 钢柱的屈曲温度影响很小。     

轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱受火性能分析

针对轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱受火性能进行了分析.结果包括各参数对约束钢柱轴力—温度关系曲线,跨中弯矩—温度关系曲线,约束钢柱破坏温度,无约束钢柱与约束钢柱破坏温度之差,以及约束钢柱破坏温度与屈曲温度之差等的影响.主要结论为:约束钢柱屈曲前,轴力基本线性增加,截面弯矩变化较小,约束钢柱屈曲后,截面弯矩突然增大;轴向约束减小钢柱的破坏温度,并随约束刚度的增加,钢柱的破坏温度逐渐减小,但是存在临界轴向约束刚度比,当大于该临界约束刚度比时,轴向约束刚度比的大小对钢柱的屈曲温度影响很小;随着轴向荷载比和弯矩荷载比的增加,约束钢柱的破坏温度减小;端部弯矩比对约束钢柱的破坏温度影响较小.     

道路入口匝道连接处通行能力计算模型

结合入口匝道的特点，给出了入口匝道连接处交通流参数之间关系的理论模型以及入口匝道的通行能力计算模型．将连接处参数之间的关系模型整理成汇入率、上游外侧车道流量和密度之间的关系，并且利用实测数据对关系模型进行标定．与美国道路通行能力手册（HCM2000）的经验公式和算例进行了比较．结果表明：流量与汇入率呈指数函数关系；流量-密度呈线性函数关系，并与美国经验公式一致．