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WMS流域模拟系统

1、 功能简介

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WMS(流域模拟系统)是一个易理解的图形建模环境,它适用分水岭在水文水力方面的各种情况。WMS包括用于自动模型建立的强大工具,例如自动盆地描绘,几何参数计算,地理信息系统图层计算(CN,降雨量,粗糙系数等),从地形数据中提取横斜面等等。随着WMS8版本发布,软件现在通过HEC-1,TR-20,TR-55,Rational,HEC-RAS,SMPDBK,CE QUAL W2,2维水文综合(包括渠道水力,地下水交互)支持现在可以GAAHA模拟的水力模型。所有的这些以地理信息数据处理为框架,它将会使分水岭模型的建立和制图更加简单。这个工程模型的设计使用户能够选择过去是结合在一起的模型,允许用户仅选择那些需要的分水岭建模能力。同时WMS模块可以在任何时候被购买和填加。这个软件在运行时可以很好的和以后的软件链接,在软件中自动增加填加模型的能力。

分水岭自动描绘:使用数字地形数据,WMS可以自动描绘分水岭和下面的盆地。作为描绘过程的一部分,盆地数据如面积,斜面,有意义的上升,最大的流域范围,和其它常用的水文学参数可以被自动计算。一个新的描述向导被加入到WMS中,在描绘过程中指导新用户。而且WMS包括许多新的特点和选择:

  • 应用DEM或者TIN绘制分水线,可以非常方便的操作任何数据集中的高程数据

  • 增加任意多个内部出口点,WMS可以自动分割流域区

  • 用高程和不规划三角网描绘,你可以在其它类型的数据集中很简单的操作高程数据 填加任何数量的内部、外部点

  • 让WMS自动细分分水岭熟练的处理河网来表现分水岭上的人工特征或可能的改变

  • 为了和你了解的分水岭相匹配,不考虑盆地边界的起始位置

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作为描绘过程的一部分,WMS可以在全部的地形模型上找到所有的河流路径。这可以使你在分水岭的内、外任何地方检查路径的形式。而且在中心计算时可以使用已经保存的地下盆地最长径流。没有任何一个系统可以像WMS这样和计算函数精确、灵活的匹配。

地理信息系统工具:

WMS允许你利用所有在水文、水力上可利用到的GIS工具。WMS 7 中的GIS模块包括一套完整的导入,创建,操作GIS矢量和栅格数据的工具。ArcGIS/ArcView不是WMS软件的必要的组成部分!你会发现没有ArcGIS,WMS也可以使你的GIS数据有效有工作。MWS包括的强大工具有:

  • 直接和ESRI的ArcGIS 8.x链接,可以使ArcGIS的强大的数据目录工具与WMS结合

  • 可以用栅格、不规则三角网、或等高线创建,融合,操作地形数据

  • 可以删减土地利用,土地类型这样的数据层以和分水岭匹配

  • 属性表可以被填加和查找

  • 可以参考,加入和删减TIFF,JPEG,MrSID图片

  • 可以通过GIS覆盖操作把从数据层得来的属性数据加入到你的模型中

  • 数据树界面可以打开,关上,改变显示,改变坐标系统,快速、容易的回顾每一个数据的内容

  • 投影系统转换,在几何的和平面的坐标系统之间转换数据

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洪水模型和制图:无论你是否习惯用WMS运行HEC-RAS模型、SMPDBRK模型获得水力分析结果,WMS中的洪水地区描述和制图都会为你进行的洪水研究创建你需要的结果。WMS的强有力的插值法算法可以使您通过数字地形数据和表面海拔点数据制作洪水范围和洪水深度地图。GMS的洪水模型和制图的全部过程都被无缝的结合到了一起。用任一个水文学模型(HEC-1 或HMS 、TR-20,TR-55, Rational Method,MODRAT,NFF)模仿。并且连接高峰流程或用HEC-RAS 模型完成你的分水岭河道的水位图。以短剖面切用分割横截面完成HEC-RAS,地域属性制图(通过平面把粗糙值分配),谷底线,河岸分布,径流长度的自动建立,建立HEC-RAS模拟,你可以把HEC-RAS的工程文件直接导入到W.S.E.的结果中,并用它们在WMS地形模型中决定洪水范围和深度。SMPDBK 模型必需输入小河中心线、横剖面, 和关于被建模水坝的贮量和失败结果。WMS 保存的模型数据适合SMPDBK输入的格式和以后的执行。执行是由NWS 发布的同样版本。

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随机模型:

现在模型参数不确定可以用WMS中的自动随机工具。这些工具可以使参数的改变自动,简单,创建一个模型输入文件,然后不断重复的模仿,这个技术的可用方法是: 用HEC-1的CN随机模型产生可能的水位结果是用HEC-RAS的随机粗糙指数产生可能的水面上升结果划HEC-1和HEC-RAS随机结合产生可能的洪水淹没区。

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二维(分散的)水文:

经过多年的研究与发展,二维表面和地下水水文模型现在可以在WMS中使用!GSSHA模型可以完美的解决需要二维分析的表面径流和地下水,地表水交互研究。模型使用2维有限差格网用一个可理解的水文学循环模型来分析地表径流,一维渠道水力,和地下水交互作用。水质和河砂流动过程可能同时在GSSHA中模拟。模型用来对单一事件或长时间的降雨量模拟。在任何情况下支持雷达降水数据,这个模型的典型应用是:

洪水预测(在整个2维领域上的深度和速度) 暴雨,分析表面积水和渗透,分析地下水和地表水交互模型。

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数据兼容:

在分水岭模型中获得和格式化数据常常是最耗时的任务。WMS团队尽最大努力确保WMS和尽量多的数据兼容。而且,他们建立了一个网站。在万维网上可以用WMS学习和获得地理信息系统数据。

WMS支持的常用数据格式是:

  • USGS DEMs-----下载和使用任何形式的美国地质勘探局的高程数据

  • USGS NED ------在WMS中无缝的海拔数据可以被下载和阅读

  • ArcGIS Raster(ASCII format)----从ArcGIS里用栅格形式读高程或属性数据

  • ESRI Shape files-----WMS可读所有的形状和属性数据

  • DXF 和 DWG CAD----WMS现在支持最新版本的DXF和DWG形式文件

  • TIFF,JPEG,和MrSID图像----WMS可以读取图像和地理相关信息

2、 功能特点

全面的流域解决方案:

  • GIS工具

  • 基于Web的数据采集工具

  • 地形数据的导入和编辑工具

  • 集水区及水文模型

  • 满足大多数行业标准的水文模型支持

  • 一步步的水文建模向导指示

  • 水力建模和泛滥平原的映射

  • 雨水建模

  • 二维(分布式)水文

  • 集成了FHWA水力计算软件

  • 使用WMS动画导入到Google地图

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集水区及水文模型:

  • 自动利用数字地形数据描绘分水岭和子流域

  • 自动计算几何盆地等地区的数据,例如:平均海拔,坡度,最大流量距离和更多

  • 输入少量的信息,WMS就能估算出流域水文数据例如:集中时间,曲线值和渗入的参数

  • WMS能够按照行业标准方程计算子流域的滞后时间和集中时间

  • 任意添加流域的出口点让WMS自动细分出流域的分水岭

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支持大多数行业标准的水文模型:

WMS拥有水文许可证包括以下行业标准水文模型的接口:

  • HEC-1

  • HEC-HMS

  • TR-20

  • TR-55

  • MODRAT

  • OC (Orange County, California) Rational

  • OC Hydrographic

  • HSPF

  • National Streamflow Statistics

读取比较计算和监测的结果

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水力建模和洪泛分析:

  • 定义一个流中心线

  • 定义的横截面的位置。

  • 从海拔和地面的材料数据自动切割截面和自动分析粗糙度

  • 导出交叉部分到HEC-RAS或简化溃坝的水力模型

  • 运行的水力模型,并读取回流至WMS的水位

  • 从水力模型或手动输入已知水面海拔的数据

  • 利用数字地形数据和水面高程数据点创建洪水范围和洪水的深度图

  • 将洪峰流量从WMS支持水文模型链接到HEC-RAS水力模型

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雨水建模:

  • 绘制出暴雨排水网络或从GIS导入网络

  • 从底层高程数据计算海拔高度,长度和管道斜坡将水文模型数据连接到暴雨排水网络导出水文模型数据和暴雨排水网络到EPA-SWMM或XP-SWMM

  • 将EPA的SWMM或XP-SWMM文件导入到WMS中

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二维(分布式)水文:

WMS支持二维模型:

  • 美国陆军工兵部队(USACE)GSSHA模型

  • HMS版本的准分布式ModClark方法

  • 洪水预报(整个二维域上的深度和速度)

  • 暴雨(本地降雨)洪水分析

  • 地表积水渗透分析

  • 湿地建模

  • 土地利用变化影响的模拟

  • 地下水/地表水的相互作用建模

  • 泥沙和污染物的建模

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导入你所需要的:

  • USGS DEM –从美国地质调查局下载和使用

  • USGS NED数据—无缝高程数据可以下载并写入WMS

  • ArcGIS栅格(ASCII格式)-从ArcGIS中读取属性数据网格格式

  • ESRI Shape 文件—将各种形状和属性为WMS

  • DXF和DWG 格式的CAD文件- WMS可支持最新版本的DXF和DWG

  • TIFF,JPEG图像文件—可以随着地理参考信息读取WMS图像

  • ArcGIS支持的任何数据可以写入WMS(ArcGIS许可,与ArcGIS 10.0兼容)

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