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基于图论的水系连通性评价研究——以胶东地区为例
摘要
水系连通性是综合评价水资源利用和水生态环境保护的重要指标，研究水系连通性不仅有利于全面掌握地区水资源的分布和利用情况，而且对于保护水生态环境具有重要意义。本文以胶东地区为研究对象，基于图论方法进行水系连通性评价研究。通过采集胶东地区的水系数据，并借助ArcGIS软件对数据进行处理，建立水系连通性评价模型，利用邻接矩阵和图的遍历算法计算水系连通度，最终得出胶东地区水系连通性评价结果。研究结果表明，在胶东地区，水系连通性总体较好，但存在较大差异，其中城市区域的水系连通性明显较差，需要加强水资源保护和水生态环境管理。
关键词：水系连通性；图论；胶东地区；邻接矩阵；遍历算法
Abstract
Watersystemconnectivityisanimportantindicatorforcomprehensiveevaluationofwaterresourceutilizationandaquaticecologicalenvironmentprotection.Researchonwatersystemconnectivityisnotonlyconducivetocomprehensivelyunderstandingthedistributionandutilizationofwaterresourcesinaregion,butalsoofgreatsignificanceforprotectingaquaticecologicalenvironment.Basedonthegraphtheorymethod,thispaperconductsaresearchonwatersystemconnectivityevaluationinJiaodongregion.BycollectingwatersystemdatainJiaodongregionandprocessingitusingArcGISsoftware,awatersystemconnectivityevaluationmodelisestablished.Usingadjacencymatricesandgraphtraversalalgorithms,thewatersystemconnectivitydegreeiscalculatedandthewatersystemconnectivityevaluationresultinJiaodongregionisobtained.TheresearchresultsshowthatthewatersystemconnectivityinJiaodongregionisgenerallygood,buttherearesignificantdifferences,especiallyinurbanareaswherethewatersystemconnectivityissignificantlypoor,indicatingtheneedtostrengthenwaterresourceprotectionandaquaticecologicalenvironmentmanagement.
Keywords:watersystemconnectivity;graphtheory;Jiaodongregion;adjacencymatrix;traversalalgorithm
1.引言
水资源是人类社会发展和生态环境维护的基础资源，随着人口增长和经济发展，水资源利用和保护问题越来越受到重视。水系是水资源的重要组成部分，水系连通性是综合评价水资源利用和水生态环境保护的重要指标，对于全面掌握地区水资源的分布和利用情况，以及保护水生态环境具有重要意义。
胶东地区是中国东部重要的产煤区和农业区，同时也是重要的经济区域和人口集聚区。在胶东地区，由于社会经济的快速发展和人口的快速增长，水资源利用和保护面临着严峻的挑战。因此，对胶东地区的水系连通性进行评价研究，有助于全面掌握该地区水资源的利用和保护情况，为水资源管理和生态环境保护提供科学依据。
2.研究方法
2.1数据采集
本研究采用胶东地区1:100000水系图数据，包括水系长、面积、源头、汇入、主干、支流、海口等信息。同时，考虑到该地区经济发展速度较快，城市化程度较高，故本研究还采取了胶东地区城市综合地图，包括道路、建筑、河流等信息。
2.2数据处理
利用ArcGIS软件对采集的数据进行处理，构建胶东地区水系空间数据库和城市空间数据库，并进行图层叠加，得到水系与城市的空间关系图。在此基础上，利用邻接矩阵和图的遍历算法计算水系连通度，得到胶东地区水系连通性图。
2.3图论分析
利用图论方法对胶东地区水系连通性进行研究