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第一章 流域非点源污染概述 1

1.1 流域非点源污染成因分析 1

1.1.1 自然环境因素分析 2

1.1.2 人类活动因素分析 3

1.1.3 土地利用方式因素分析 5

1.2 流域农业非点源污染 6

1.2.1 农业非点源污染的定义 6

1.2.2 农业非点源污染的特点 6

1.2.3 洱海流域农业非点源污染主要来源 7

1.2.4 洱海流域农业非点源污染现状分析 9

1.2.5 洱海流域农业非点源污染控制的主要措施 10

1.3 流域城市非点源污染 11

1.3.1 污染研究的目的和意义 11

1.3.2 非点源污染研究进展 12

1.3.3 城市非点源污染的成因分析 13

1.3.4 洱海流域城市非点源污染现状调查 16

1.4 流域非点源污染形成的链式驱动机制与概念模型 16

1.4.1 流域非点源污染形成的链式驱动机制 16

1.4.2 流域非点源污染形成的概念模型 17

参考文献 18

第二章 流域非点源污染监测与模拟技术 20

2.1 地理信息系统技术 20

2.1.1 地理信息系统技术的发展 20

2.1.2 地理信息系统的功能 21

2.1.3 地理信息系统的应用 22

2.1.4 地理信息系统技术的发展趋势 22

2.2 遥感技术 24

2.2.1 遥感技术监测流域非点源污染 25

2.2.2 遥感技术提取非点源污染模拟模型参数 25

2.2.3 遥感技术在流域非点源污染监测方面存在的问题和展望 28

2.3 智能体模型技术 29

2.3.1 智能体模型的定义 29

2.3.2 智能体模型的结构 29

2.4 SWAT模型技术 32

2.4.1 SWAT模型发展概述 33

2.4.2 SWAT模型结构与基本原理 34

2.5 SWMM模型技术 47

2.5.1 SWMM模型的功能 48

2.5.2 SWMM的典型应用 48

2.5.3 SWMM模型组织结构 49

2.5.4 可视化对象 49

2.5.5 非可视化对象 51

2.5.6 SWMM计算方法 56

参考文献 60

第三章 流域非点源污染形成的时空信息表达与机理 62

3.1 流域水文与氮磷循环空间信息流 63

3.1.1 洱海流域农业非点源污染特征 63

3.1.2 土壤中氮磷的迁移转化 63

3.2 流域水文与氮磷循环空间信息流的形成机理 64

3.2.1 流域水文与氮磷循环空间信息流 64

3.2.2 流域水文与氮磷循环空间信息流的形成机制 65

参考文献 66

第四章 流域土地利用变化的智能体模型及其与GIS的集成 67

4.1 流域土地利用变化的智能体模型建立 67

4.1.1 智能体的定义与分类 68

4.1.2 智能体生存环境的定义 69

4.1.3 智能体的行为描述与表达 70

4.1.4 智能体行为影响下的LUCC状态转换规则构建及其时空表达 75

4.1.5 模拟平台及建模语言的选择 75

4.1.6 数据处理 77

4.1.7 模型构建及结果分析 81

4.2 流域土地利用变化的智能体模型验证 85

4.2.1 模型检验概述 85

4.2.2 模型检验 85

4.3 流域土地利用变化的智能体模型与GIS的集成原理与方法 86

4.3.1 智能体模型与GIS的松散集成 88

4.3.2 智能体模型与GIS的紧密集成 90

4.3.3 智能体模型与GIS的完全集成 90

4.3.4 基于栅格数据的ABM与GIS集成 91

4.3.5 基于矢量数据的ABM与GIS集成 91

4.3.6 基于矢栅数据综合的ABM与GIS集成 91

4.3.7 实例应用 92

4.3.8 总结 95

参考文献 95

第五章 流域农业非点源污染模拟模型及其与GIS的集成 97

5.1 流域农业非点源污染模拟模型建立 97

5.1.1 数据准备 97

5.1.2 模型构建 106

5.2 流域农业非点源污染模拟参数率定和模型验证 109

5.2.1 模型的适应性评价 109

5.2.2 SWAT-CUP简介 109

5.2.3 模型参数敏感性分析 111

5.2.4 模型校准与验证 112

5.3 流域农业非点源污染模拟模型与GIS的集成原理与方法 114

5.3.1 松散集成 114

5.3.2 紧密集成 115

5.3.3 完全集成 115

参考文献 115

第六章 流域城市非点源污染模拟模型及其与GIS的集成 117

6.1 流域城市非点源污染模拟模型建立 117

6.1.1 模拟情景概述 117

6.1.2 系统表示 119

6.1.3 模型设置 120

6.1.4 模拟结果 124

6.1.5 总结 128

6.2 流域城市非点源污染模拟模型验证 129

6.3 流域城市非点源污染模拟模型与GIS的集成原理与方法 129

6.3.1 SWMM模型与GIS空间分析模型的比较 129

6.3.2 SWMM模型与GIS集成目标 130

6.3.3 SWMM模型与GIS集成原理 131

6.3.4 SWMM模型与GIS集成方式 132

6.3.5 SWMM模型与GIS集成实现 134

参考文献 140

第七章 流域非点源污染防治的反馈调控机制及决策模型 141

7.1 流域非点源污染防治的反馈调控机制 141

7.2 流域非点源污染防治的反馈调控指标 142

7.2.1 反馈调控指标选取原则 142

7.2.2 反馈调控指标体系构建 142

7.2.3 反馈调控标准 143

7.3 流域非点源污染防治的决策模型 143

参考文献 144

第八章 洱海流域非点源污染情景模拟及空间决策支持信息系统的设计与实现 146

8.1 洱海流域水环境概况 146

8.1.1 洱海流域概况 146

8.1.2 洱海流域土地利用／覆盖变化现状 147

8.1.3 洱海水资源现状 149

8.1.4 非点源污染现状 151

8.2 洱海流域非点源污染模拟模型数据的获取与处理 152

8.2.1 数据来源 152

8.2.2 数据预处理 153

8.2.3 分类过程 154

8.2.4 分类结果 156

8.3 洱海流域农业非点源污染情景模拟与形成机理 157

8.3.1 土地利用／覆被变化的农业非点源污染效应模拟 157

8.3.2 土地利用／覆被变化的农业非点源污染效应分析 158

8.4 洱海流域城市非点源污染情景模拟与形成机理 161

8.5 空间决策支持信息系统的设计与实现 162

8.5.1 总体设计 162

8.5.2 数据库设计 167

8.5.3 接口设计 169

8.5.4 系统功能模块设计 171

参考文献 192