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1、20 10 -20 11 学年第 2 学期西北师范大学地理与环境科学学院地理建模基于 GIS 和 RS 的石羊河流域城镇-水-绿洲的复合效应（地理建模）指导老师:学生姓名:班 级: 08 级地理信息系统 评语：成绩：（建模题目及要求） 一题目： 基于 GIS 和 RS 的石羊河流域城镇-水-绿洲的复合效应 二要求： 1.论文格式： 标准论文格式。 2.内容安排： （1）内容摘要； （2）研究区概况与研究资料； （3）分析与实验； （4）结语； （5）参考文献。3.具体事项： 综述分析5000 字。要有个人观点和方法。基于GIS和RS的石羊河流域城镇-水-绿洲的复合效应1 1 摘要：摘要： 西北
2、干旱区城镇水绿洲的空间分布具有很强空间相关性。研究西北地区空间分布 的特征有助于社会生产、资源配置以及区域发展均有积极意义。石羊河流域作为西北干旱 区人地发展问题较为突出的代表之一，研究该区域有较大的科学和生产价值。 本文选取石羊河流域作为研究对象，通过几个地理模型，利用地理信息软件验证了该 区域城镇和水、水和绿洲以及城镇和绿洲的相互影响和空间分布上的的一致性，初步提出 了该区域社会发展存在的问题，为该区域现今发展的现状级今后的发展趋势提供有力的决 策依据。 2 2 研究区概况与研究资料研究区概况与研究资料 2.1 研究区概况 石羊河流域( 3629 N 3927 N；10122 E10416
3、 E )位于甘肃省河 西走廊东部, 祁连山北麓，属河西走廊3大内陆河流域之一，流域行政区划包括武威市的凉 州区、古浪县、民勤县全部及天祝县部分地区,金昌市的永昌县及金川区全部及张掖市肃南 裕固族自治县、山丹县部分地区, 共3 市8 县(区), 面积约4.16 104 km2,总人口约 240.81万人。该流域地势南高北低, 自西南向东北倾斜, 且深居大陆腹地,属大陆性温带干 旱气候太阳辐射强, 日照充足, 夏季短而炎热, 冬季长而寒冷, 温差大,降水少, 蒸发强烈, 空气干燥。流域内土壤、植被类型分布因受气候、水文和地形等自然条件的影响,形成了明 显的土壤-植被垂直带谱。 2.2 研究资料2.
4、3 处理方法2.3.1 数据初处理 主要进行对遥感影像的拼接，大气校正，投影修正等操作，目的在于影像数据和矢量 数据有统一的投影系统和坐标系统。为数据以后叠置分析提供方便。 信息提取，本文研究对象主要是石羊河流域的河流和绿洲的之间的关系，通过解译遥感影 像，解译出绿洲的空间矢量数据。并对数据进行分析和投影改正。2.3.2 河流缓冲区的建立 2.3.2.1 本文对河流数据和水文资料进行分析，得出主要河流的径流量 G，由公式计算和每一条主干道径流比例。以 1000 为石羊河流域总水量，通过径流比例计GGPi算出石羊河单位径流量。并把此虚拟径流量作为石羊河主干河流的缓冲区PM1000 大小。 2.3
5、.2.2 分离出主干河流和支流，有河流的空间数据确定河流的结点级数。例如从主干流n 上直接分出来的确定为一级，由一级河流再次进行分流的支流为二级，以此类推，确定所 有支流的结点级数。 2.3.2.3 对 dem 进行分类，通过高程信息将 dem 分为 8 类，将分级的 dem 数据 classdem 转 化为矢量数据，并对其进行分析。 2.3.2.4 河流高成级数的获取。通过河流数据和 classdem 叠置分析，将 classdem 的空间分 级信息通过叠置分析的方法，赋值给河流的矢量数据，使河流数据 river 具有 classdem 分级信息。本文研究对象为绿洲和水域，有绿洲的定义可知，
6、实际绿洲的范围并不大，进h 一步对 river 的分级信息就进行系数化，在绿洲范围内按高程分别将其级数系数化为 1、0.9、0.8 和 0.河流数据得到分级系数。 2.3.2.5 支流缓冲区的建立。通过空间数据的分析，得出各个支流的权属信息，并按照权属信息将主流的单位径流量赋值给支流，得到支流的初始单位径流量。则支流的单位径0M流量nMM102.3.2.6 缓冲区生产。分别以主流和径流为对象，制作缓冲区。缓冲区大小由他对应的单位 径流量确定。 2.3.2.7 河流数据与绿洲数据叠置分析3 3 分析与实验分析与实验3.1 城镇-水 城镇-水数据处理流程图对于干旱的石羊河流域而言，其水资源的分布状
7、况对城镇的规模及发展起到相当大的作用。由于城镇的分布与河流的分布具有很强的相关性，而这种特点在内陆石羊河流域显得更加的突出。城镇是个用水大户，所以城镇的城市化水平与城镇总用水量之间具有很大的相关性，因此建立第一个城镇化水平与用水量之间的模型。()/Y a bXe11 （5）其中Y为城市化水平（%），X为总用水量（万立方），利用鲍超、方创琳对河西走廊城市化 与水资源利用关系的量化研究的结论，将石羊河流域的系数a取为7.8541,b取为80.43。 根据2009年甘肃年鉴中的相关数据可以得到石羊河流域主要城镇和城市化水平的 数据，根据公式1我们可以得到石羊河流域各主要城镇的城市化水平Y和用水量 X
8、之间的关 系（如表5） 。 表5 石羊河流域主要城镇城市化水平城镇城市化水平 （%）用水量 （万立方）凉州区41.501.民勤县25.001.古浪县7.430.天祝县25.801.金川区29.601.永昌县30.491.肃南自治县1.340.山丹县32.001.根据表5的计算结果可以清楚地得到在石羊河流域凉州区、民勤县、天祝县、金川区、 永昌县和山丹县的用水量较大，古浪县和肃南自治县的用水量相对较小。因此，根据如此 巨大的用水量，城镇应该分布于与水源较近的区域，而在干旱区这一点应该主要表现在河 流分布上。依照杨小梅等的观点12，河西走廊区域的城镇分布属于河流指向型这一理论。 由矢量数据（图6）可以得到河流和城镇分布的现实状况，很明显城镇是沿河流分布的。图6 石羊河流域各支流和城镇分布关系图 确定了城镇分布都是沿着河流紧密的分布，就需要研究城镇与河流的分布之间相关 型的大小，本文选择场强模型来验证城镇分布与河流分布的相关性大小。 城镇与水域距离的场强模型: ij bijijP PID13 （6）
