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地表水质模型研究综述

地表水质模型研究综述
地表水质模型研究综述

遥感水文模型的研究进展-中国农村水利水电

生态环境 2006, 15(6): 1391-1396 https://www.wendangku.net/doc/a518979639.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.wendangku.net/doc/a518979639.html, 基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX-SW-446) 作者简介:赵少华(1980-),男,博士研究生,主要研究方向为农业生态及遥感水文生态。Tel: +86-311-85814806; E-mail: zshyytt@https://www.wendangku.net/doc/a518979639.html, *通讯作者 遥感水文耦合模型的研究进展 赵少华1, 2,邱国玉1,杨永辉2 *,吴 晓1,尹 靖1 1. 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室//北京师范大学资源学院,北京 100875; 2. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心//河北省节水农业重点实验室,河北 石家庄 050021 摘要:遥感水文的耦合模型在目前生态环境领域,特别是在水资源的应用和管理中其作用日益重要,具有大流域尺度上快速应用、实时动态监测等优点。结合国内外近年来取得的研究成果,文章综述了遥感水文耦合模型的研究进展。首先介绍了遥感技术在水文学中的应用,讨论了它的分类发展概况,接着介绍了几种主要的遥感水文耦合模型及其应用实例,包括SCS (Soil Conservation Services )模型、SiB2(Simple Biosphere Model version 2)简化生物圈模型、SRM (Snowmelt Runoff Model )融雪径流模型以及SWAT (Soil and Water Assessment Tool )模型,最后展望了遥感水文耦合模型未来的发展趋势,指出尺度问题上的时空变异性仍是其发展的关键,与GIS (Geographic information system )及其他空间技术的相结合是其未来发展的重要方向,从而为水文学、水资源的预测评价等研究提供参考。 关键词:遥感;水文;径流;流域 中图分类号:P338.9 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2006)06-1391-06 水文模型是以水文系统为研究对象,根据降雨和径流在自然界的运动规律建立数学模型,通过电子计算机快速分析、数值模拟、图像显示和实时预测各种水体的存在、循环和分布,以及物理和化学特性[1]。通过对各种参数的计算,水文模型可以对河流、流域、径流以及水体等进行监测预报、水资源调度等。然而随着社会的发展和科学技术的不断进步,对水文模型的功能要求也越来越多,也越来越高,从单纯的流域某控制断面的洪水预报到全流域的洪水、水资源调度,导致模型的框架结构越来越复杂。地理信息技术和遥感技术的发展更是大力促进了水文模型的应用和发展。对于遥感在水文模拟中的应用,Schultz [2]举出了利用多光谱Landsat 卫星数据估算模型参数、利用NOAA 红外卫星数据作为模型的输入量来计算历史的月径流量以及应用雷达测雨数据于分布式模型中来实时预报洪水的三个例子。水文模型需要大量的空间数据,通过遥感技术可以为其提供DEM (数字高程模型)、土地覆盖/利用、降雨、地表温度、土壤特性、LAI (叶面积指数)和蒸散发等资料[3-5]。 遥感水文的耦合模型是流域水文模型发展的一个重要方向,有广阔的发展前景。简单来说,遥感水文耦合模型就是与遥感信息相结合的水文模型,模型中可以直接或间接地应用遥感资料,通过遥感水文耦合模型可以在更大范围内更准确地估算流域的水文概况、水体变化监测、洪水过程监测 预报等。然而目前国内外对遥感水文耦合模型的研究还不多,还没有对该方面的研究做系统深入的报道,本文正是基于此目的,综述了近年来遥感水文耦合的模型在国内外取得的研究成果,分别讨论了它的分类发展概况、几种主要的遥感水文耦合模型及未来的发展趋势,以期为水资源、水文学的预测评价研究等提供参考。 1 遥感技术在水文学中的应用 遥感技术在水文学中的应用大致可分为两个方面:一是直接运用:如降雨量变化的估算[6]、水体(湖泊、湿地等)面积变化的推算[7-10]、冰川和积雪的融化状态监测以及洪水过程的动态监测等(其中监测洪水过程的动态最具有代表性)。如Zhang 等[11]在长江的汉口段流域上,提出利用高分辨率的QuickBird 2 卫星影像资料估算河流流量的方法,该法通过与河流宽度-水位及遥测水位-流量关系曲线耦合来测量河流水面宽度变化,从而准确评估其流量。二是间接运用:利用遥感资料推求有关水文过程中的参数和变量。通常是利用一些统计模型和概念性水文模型、经验公式等,结合遥感资料来获取诸如径流、水质(如全氮TN 、全磷TP 、悬浮物SS 、化学需氧量COD 、生物需氧量BOD 等)、 土壤水分等水文变量[12] ,如对径流的估算,可通过估算降雨、截流、蒸散发和土壤蓄水量等参数来进行[13]。对于全球或区域尺度上的蒸发估算,遥感技术不仅具有对大面积地面特征信息同时快捷获得

自主访问控制综述

自主访问控制综述 摘要:访问控制是安全操作系统必备的功能之一,它的作用主要是决定谁能够访问系统,能访问系统的何种资源以及如何使用这些资源。而自主访问控制(Discretionary Access Control, DAC)则是最早的访问控制策略之一,至今已发展出多种改进的访问控制策略。本文首先从一般访问控制技术入手,介绍访问控制的基本要素和模型,以及自主访问控制的主要过程;然后介绍了包括传统DAC 策略在内的多种自主访问控制策略;接下来列举了四种自主访问控制的实现技术和他们的优劣之处;最后对自主访问控制的现状进行总结并简略介绍其发展趋势。 1自主访问控制基本概念 访问控制是指控制系统中主体(例如进程)对客体(例如文件目录等)的访问(例如读、写和执行等)。自主访问控制中主体对客体的访问权限是由客体的属主决定的,也就是说系统允许主体(客体的拥有者)可以按照自己的意愿去制定谁以何种访问模式去访问该客体。 1.1访问控制基本要素 访问控制由最基本的三要素组成: ●主体(Subject):可以对其他实体施加动作的主动实体,如用户、进程、 I/O设备等。 ●客体(Object):接受其他实体访问的被动实体,如文件、共享内存、管 道等。 ●控制策略(Control Strategy):主体对客体的操作行为集和约束条件集, 如访问矩阵、访问控制表等。 1.2访问控制基本模型 自从1969年,B. W. Lampson通过形式化表示方法运用主体、客体和访问矩阵(Access Matrix)的思想第一次对访问控制问题进行了抽象,经过多年的扩充和改造,现在已有多种访问控制模型及其变种。本文介绍的是访问控制研究中的两个基本理论模型:一是引用监控器,这是安全操作系统的基本模型,进而介绍了访问控制在安全操作系统中的地位及其与其他安全技术的关系;二是访问矩阵,这是访问控制技术最基本的抽象模型。

工作流系统需求分析

工作流系统需求分析 业务过程描述: 工作流是一种反映业务流程的计算机化的、实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。工作流起源于生产组织和办公自动化领域,其目的是将现有工作分解,按照一定的规则和过程来执行并监控,提高效率,降低成本。 下图是用户使用工作流系统的业务过程:

业务模型描述:

系统组成: 工作流管理系统由客户端、流程定制工具、流程监控与管理和工作流运行服务四个部分组成,下图是系统构件图: 系统功能划分: 工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎的软件上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件,从用户建模的过程来看在建立阶段功能主要是工作流过程和相关活动的定义和建模,在运行阶段包括运行流程的监控、管理以及执行过程中的人机交互等。 工作流管理系统由流程定制工具、流程监控与管理、工作流运行服务和客户端交互四个部分组成,整个系统的使用者可以分为四种:系统管理员、流程设计人员、流程管理人员、普通用户。 下图是整个工作流管理系统的顶层用例:

第一部分流程定制工具 本部分主要完成企业信息流中业务过程的图形化建模,定制工具提供丰富的图形化元素、简单易懂的建模方法以及完善的模型管理方式。 流程定制用例图:

打开流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:流程定制工具已经打开。 后置条件:被选择的流程模型中的内容被展开。 步骤序列: 1.打开流程模型列表或新建流程模型文件。 2.选择流程模型文件名称。 3.展开流程模型中的设计内容。 保存流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:某个流程模型已经被打开,并且被修改。 后置条件:修改过的流程模型存到了物理文件中。 步骤序列: 1.保存流程模型到物理文件中。 删除流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有可被删除的流程模型。 后置条件:选中的流程模型被删除。 步骤序列: 1.用户打开流程模型列表。 2.用户选择想要删除的流程模型。 3.系统删除选中的流程模型。 导入导出流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有可被导入的文件或导出的流程模型。 后置条件:流程模型被导出成文件或模型文件被导入到设计系统成为流程模型。 步骤序列: 1.用户打开可被导入文件列表或设计工具中的流程模型列表。 2.用户选择将被导入的流程文件或选择将被导出的流程模型。 3.系统把导入文件生成流程模型或把导出流程模型生成流程文件。 流程发布 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有设计完成并可供发布的流程模型。 后置条件:流程模型被发布并可通过客户工具执行。 步骤序列: 1.用户打开流程模型列表。 2.用户选择发布的包或流程。 3.用户选择发布的运行服务器。 4.用户形成发布版本。

流域水文模型研究现状及发展趋势

流域水文模型研究现状及发展趋势 发表时间:2018-09-11T16:04:44.667Z 来源:《基层建设》2018年第24期作者:王慧锋 [导读] 摘要:地球上的水文事件,是一种诸多因素相互作用的结果,在尚未找到复杂水文现象的科学规律之前,通过建立水文模型来仿真有关水文事件是一种合理、可行的途径。 安徽国祯环保节能科技股份有限公司安徽省 230088 摘要:地球上的水文事件,是一种诸多因素相互作用的结果,在尚未找到复杂水文现象的科学规律之前,通过建立水文模型来仿真有关水文事件是一种合理、可行的途径。随着计算机技术和一些交叉学科的发展,分布式物理模型被广泛提出,并逐渐成为21世纪水文学研究的热点课题之一。基于此,本文主要对流域水文模型研究现状及发展趋势进行分析探讨。 关键词:流域水文模型;研究现状;发展趋势 1、前言 流域水文模型是为模拟流域水文过程所建立的数学结构,在进行水循环机理的研究和解决生产实际问题中起着重要的作用,能有效应用于水文分析、水文预报、水资源开发、利用、保护和管理等方面。目前,国内外开发研制的流域水文模型众多,结构各异,按照不同的分类方法可划分为不同类型的流域水文模型。 2、模型的发展及现状 流域水文模型的研究始于20世纪50年代,早期主要依据传统产汇流理论和数理统计方法建立数学模型,应用于水利工程规划设计和洪水预报等领域。其间系统理论模型和概念性水文模型得到了快速充分的发展,国外曾出现了几个著名的概念性水文模型。比如,最简单的包顿模型和最具代表性的第Ⅳ斯坦福模型。包顿模型是澳大利亚的包顿(W.C.Boughton)先生于1966年研制成功的一个以日为计算时段的流域水文模型,在澳大利亚、新西兰等国有着广泛的应用,比较适用于干旱和半干旱地区。由N.H.克劳福特先生和R.K.林斯雷先生研制的第Ⅳ斯坦福模型(SWM-IV)是世界上最早也是最有名的流域水文模型,此模型物理概念明确,结构层次分明,为以后许多模型的建立提供了基础。此后比较有名的还有萨克拉门托模型和水箱模型。水箱模型是对水文现象的一种间接模拟,模型中并无直接的物理量,参数简单,操作简便,在我国湿润地区的水文计算和水文预报中采用较多。 水箱模型由菅原正已先生在20世纪50年代提出,对我国流域水文模型的发展影响较大。国内的流域水文模型在20世纪70年代至80年代中期也得到蓬勃的发展,其中典型代表为赵人俊教授等于70年代提出的新安江模型。新安江模型在湿润半湿润地区得到广泛应用,模拟精度也比较高,对我国水文模型的发展起了重要的作用。 1969年,当概念性水文模型的研究开展得如火如荼时,Freeze和Harlan提出了分布式水文物理模型的概念和框架,但当时的相关研究并不多。20世纪80年代以后,流域水文模型开始面临着许多新的挑战,包括水文循环的规律和过程如何随时间和空间尺度变化而变化的问题,水文过程的空间变异性问题,还有水文、地球化学、环境生态、气象和气候之间的耦合问题。以前研制的大部分流域水文模型(系统模型和概念性模型),由于其自身存在着许多不足和局限性,无法适应这些挑战。因此,人们开始关注分布式水文物理模型的研究。在20世纪90年代,计算机技术、GIS、遥感技术和雷达测雨技术等迅速发展,为研制和建立分布式水文物理模型提供了强大和及时的技术支撑,使得分布式水文物理模型成为水文学研究的热点课题之一。 第一个具有代表性的分布式水文物理模型由英国、法国和丹麦等国家的科学家联合研制而成,发表于1986年,称之为SHE模型。该模型主要的水文物理过程均用质量、能量和动量守恒的偏微分方程的差分形式来描述,也采用了一些经验关系;模型模拟流域特性、降水和流域响应的空间分布信息在垂直方向用层来表示,水平方向则采用正交的长方形网格来表示,能较好地描述降雨径流形成机理。从SHE模型开始,人们先后研制建立了一些分布式水文模型,例如MIKESHE、SHETRAN等,这些演化模型在许多流域得到检验和应用。我国水文学者在这方面的研究也取得了一些进展:黄平先生[1]等提出了流域三维动态水文数值模型;郭生练先生[2]等提出和建立了一种基于DEM的分布式水文物理模型,模拟整个流域的径流形成过程,分析径流形成机理;夏军先生[3]等开发了分布式时变增益水文模型,该模型既有分布式水文概念性模拟的特征,同时又具有水文系统分析适应能力强的特点,能够在水文资料信息不完全或不确定性的干扰条件下完成分布式水文模拟与分析;研究者提出了一个基于DEM的分布式水文模型,主要用来模拟蓄满产流机制,并通过实例检验模型模拟流量过程以及土壤需水量空间分布的能力;研究者等对分布式水文模型的发展现状进行了详尽概述,并对其发展前景作出展望。 3、模型研究展望 在经历了最初的萌芽与蓬勃发展之后,随着先进的计算机技术及地理信息系统、数字化高程模型等在水文学领域的应用,流域水文模型的发展进入了一个新的历史时期,其研究方法必将产生根本性的变化: (1)具有物理基础的分布式水文模型能为真实地描述和科学地揭示现实世界的降雨径流形成机理提供有力工具,是一种发展前景看好的新一代水文模型。另外,分布式水文模型所需资料主要来自空间水文、气象及下垫面等方面的信息,对实测降雨径流资料的依赖较小,这使得其在无资料及资料精度不高的地区有更好的适应性,也较集总式概念性水文模型有更广阔的发展空间。 (2)加强分布式水文模型的物理基础研究、更加合理地模拟和描述水文过程,是改善模型结构和明确参数意义的关键。对水文学基本理论的研究,尤其是降雨径流形成机理与地形、地貌、土壤、植被、地质、水文地质、土地利用和气候气象之间定量关系的揭示,将在本质上推动模型的发展,使其物理意义更加明确,对水文规律的模拟更加贴近真实情况。 (3)GIS和遥感技术为水文模拟提供了新的研究思路和技术方法。GIS用于水文模拟,可以用来获取、操作及显示与模型有关的空间数据和所得的成果,使模型进一步细化,从而深入认识水文现象的物理本质,为分布式的水文物理模型研制提供了平台。遥感技术可以提供一些确定产汇流特性和模型参数所必需的下垫面信息和降雨信息,是描述流域水文特性的最为可行的方法,尤其是在地面观测手段和资料缺乏的地区。 (4)尺度问题是当代水文学理论研究的中心内容。近些年来物理性水文模型的最新进展反映了目前处理尺度问题的几种研究思路,其中在物理性和计算效率之间取得平衡的准物理性水文模型、基于不规则网格的物理性水文模型以及直接在宏观尺度上建立数学物理方程的尺度协调的物理性水文模型都有了明显的突破,在一定程度上代表着物理性流域水文模型的发展方向。 4、结语 传统的概念性集总式模型由于忽略了参数和下垫面条件的时空变化,将参数和变量都取流域的平均值,这与流域的实际情况并不相

流域水文概述

近几十年,新安江模型不断改进,已成为有我国特色应用较为广泛的一个流域水文模型。新安江模型是分散型模型,把全流域按泰森多边形法分成若干块,每一块称为单元流域。在每块单元流域内至少有一个雨量站;单元流域大小要适当,使得每块单元流域上的降雨分布相对比较均匀,并尽可能使单元流域与自然流域的地形、地貌和水系相一致,以便于能充分利用小流域的实测水文资料以及对某些问题的分析处理。新安江模型的结构分为蒸散发计算、产流计算、分水源计算和汇流计算4个层次。蒸散发计算采用3层模型;产流计算采用蓄满产流模型;用自由水蓄水库结构将总径流划分为地表径流、壤中流和地下径流3种;流域汇流计算采用线性水库;河道汇流计算采用马斯京根分段连续演算法或滞后演算法。对划分好的每块单元流域分别进行蒸散发计算、产流计算、水源划分计算和汇流计算,得出单元流域的出口流量过程。对单元流域出口的流量过程进行出口以下的河道汇流计算,得到该单元流域在全流域出口的流量过程。将每块单元流域的出流过程线性叠加,即为全流域出口总的流量过程。新安江模型的结构特点可以简单的归纳为:(1)三分特点,即分单元计算产流、分水源坡面汇流和分阶段流域汇流;(2)模型参数少且大多数具有明确的物理意义,容易确定;(3)模型参数与流域自然条件的关系比较清楚,可以寻找到参数的区域规律;(4)模型中未设超渗产流机制,适用于湿润与半湿润地区。王金忠、胡环[4]利用新安江模型对清河水库产流进行了预报。吉林省水文水资源局[5]利用新安江三水源模型对竞赛流域的洪水进行了预报。李致家[6]等利用改进的新安江模型对高理流域和临沂流域的洪水进行了预报。瞿思敏[7]等利用新安江模型与垂向混合产流模型对青峰岭水库和危水水库流域的洪水进行了预报和比较。这些预报结果都说明了新安江模型在湿润地区和半湿润地区具有较好的适应性,而在干旱半干旱地区的模拟效果则不够理想。此外,新安江模型在大中流域的模拟效果比在小流域的模拟效果要好。 SAC模型虽然研制完成时间相对较晚,但是其功能较为完善。SAC模型在美国的

工作流分析及设计

工作流系统需求分析及设计 业务过程描述: 工作流是一种反映业务流程的计算机化的、实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。工作流起源于生产组织和办公自动化领域,其目的是将现有工作分解,按照一定的规则和过程来执行并监控,提高效率,降低成本。 下图是用户使用工作流系统的业务过程:

业务模型描述:

系统组成: 工作流管理系统由客户端、流程定制工具、流程监控与管理和工作流运行服务四个部分组成,下图是系统构件图: 系统功能划分: 工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎的软件上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件,从用户建模的过程来看在建立阶段功能主要是工作流过程和相关活动的定义和建模,在运行阶段包括运行流程的监控、管理以及执行过程中的人机交互等。 工作流管理系统由流程定制工具、流程监控与管理、工作流运行服务和客户端交互四个部分组成,整个系统的使用者可以分为四种:系统管理员、流程设计人员、流程管理人员、普通用户。 下图是整个工作流管理系统的顶层用例:

第一部分流程定制工具 本部分主要完成企业信息流中业务过程的图形化建模,定制工具提供丰富的图形化元素、简单易懂的建模方法以及完善的模型管理方式。 流程定制用例图:

打开流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:流程定制工具已经打开。 后置条件:被选择的流程模型中的内容被展开。 步骤序列: 1.打开流程模型列表或新建流程模型文件。 2.选择流程模型文件名称。 3.展开流程模型中的设计内容。 保存流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:某个流程模型已经被打开,并且被修改。 后置条件:修改过的流程模型存到了物理文件中。 步骤序列: 1.保存流程模型到物理文件中。 删除流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有可被删除的流程模型。 后置条件:选中的流程模型被删除。 步骤序列: 1.用户打开流程模型列表。 2.用户选择想要删除的流程模型。 3.系统删除选中的流程模型。 导入导出流程模型 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有可被导入的文件或导出的流程模型。 后置条件:流程模型被导出成文件或模型文件被导入到设计系统成为流程模型。 步骤序列: 1.用户打开可被导入文件列表或设计工具中的流程模型列表。 2.用户选择将被导入的流程文件或选择将被导出的流程模型。 3.系统把导入文件生成流程模型或把导出流程模型生成流程文件。 流程发布 参与者:流程设计者。 前置条件:拥有设计完成并可供发布的流程模型。 后置条件:流程模型被发布并可通过客户工具执行。 步骤序列: 1.用户打开流程模型列表。 2.用户选择发布的包或流程。 3.用户选择发布的运行服务器。 4.用户形成发布版本。

水文学文献综述

森林对水文的影响 唐恩勇 ( 贵州大学林学院水土保持与荒漠化防治091班) 摘要:森林与人类的生活息息相关,他不仅是可供人类开采利用的一种自然资源,更是人类及其他生命赖以生存的环境与物质基础。随着人类的发展进步,无论是生活和生产实践还是科学的研究探索,对于森林的作用都有一个深刻地认识,总的来说,森林的防护效益有这几个方面:森林的水源涵养作用,土壤改良及水土保持作用,气候和环境的改善与维持作用,大气污染、土壤污染、水体污染防治作用,各种生物资源的保护作用,人类健康保健与环境美化作用等等。水不仅是生命存在和延续的先决条件,而且是全球与局部气候状况的重要决定因素,随着人类文明的发展,人们对水的用途的要求越来越高,用量越来越大,然而,随着全球环境的改变,地球上的可以利用的水资源越来越少,征对森林对水资源的作用,森林的存在对于水文效应的影响,无论是从宏观还是微观,无论是从地上还是地下都有着不可替代的作用,研究森林对水文的影响,更有利于合理利用水资源、保护生态环境的对策和措施有效地实施。研究和认识森林对水文影响的规律,对于开发、利用水资源,防治水患,充分发挥森林的生态效益具有重要意义。 关键字:森林水文效应生态效益 为了认识森林对自然界水分运动的影响及所产生的效应。研究森林对水文的影响,它起源于19世纪中叶。1864年德国的 E.埃贝迈尔在巴伐利亚建立了第一个森林气象站,对林区降水量、土壤蒸发和枯枝落叶层对地面蒸发的影响进行了观察。1900年在瑞士的埃曼托尔山地的两个集水区,对森林和牧地、耕地进行了河流流量的对比观察。之后,日本、美国、苏联等国家相继开展了这方面的研究。20世纪中期以来,研究范围进一步扩大,手段日趋现代化。如在不同自然地域内开展各种林分的水量平衡和水质研究,探索不同林种、不同采伐方式对降水和径流的影响,找出最佳森林水文效益的林种和采伐、更新方式,以及在测试仪器和装置方面采用中子散射、无线电遥控、室内模拟等。中国最早是于1924~1926年在山西、山东等地的寺庙林里进行了径流试验。 1森林的地上部分对降雨的再分配过程 大气降水落到森林表面时,首先被森林植物地上部分截留引起降水的第一次分配。然后,当降水量足够大时,一部分降水到达枯枝

访问控制模型综述

访问控制模型研究综述 沈海波1,2,洪帆1 (1.华中科技大学计算机学院,湖北武汉430074; 2.湖北教育学院计算机科学系,湖北武汉430205) 摘要:访问控制是一种重要的信息安全技术。为了提高效益和增强竞争力,许多现代企业采用了此技术来保障其信息管理系统的安全。对传统的访问控制模型、基于角色的访问控制模型、基于任务和工作流的访问控制模型、基于任务和角色的访问控制模型等几种主流模型进行了比较详尽地论述和比较,并简介了有望成为下一代访问控制模型的UCON模型。 关键词:角色;任务;访问控制;工作流 中图法分类号:TP309 文献标识码: A 文章编号:1001-3695(2005)06-0009-03 Su rvey of Resea rch on Access Con tr ol M odel S HE N Hai-bo1,2,HONG Fa n1 (1.C ollege of Computer,H uazhong Univer sity of Science&Technology,W uhan H ubei430074,China;2.Dept.of C omputer Science,H ubei College of Education,Wuhan H ubei430205,China) Abst ract:Access control is an im port ant inform a tion s ecurity t echnolog y.T o enha nce benefit s and increa se com petitive pow er,m a ny m odern enterprises hav e used this t echnology t o secure their inform ation m ana ge s yst em s.In t his paper,s ev eral m a in acces s cont rol m odels,such as tra dit iona l access control m odels,role-bas ed acces s cont rol m odels,ta sk-ba sed acces s control m odels,t as k-role-based access cont rol m odels,a nd s o on,are discus sed a nd com pa red in deta il.In addit ion,we introduce a new m odel called U CON,w hich m ay be a prom ising m odel for the nex t generation of a ccess control. Key words:Role;Ta sk;Access Cont rol;Workflow 访问控制是通过某种途径显式地准许或限制主体对客体访问能力及范围的一种方法。它是针对越权使用系统资源的防御措施,通过限制对关键资源的访问,防止非法用户的侵入或因为合法用户的不慎操作而造成的破坏,从而保证系统资源受控地、合法地使用。访问控制的目的在于限制系统内用户的行为和操作,包括用户能做什么和系统程序根据用户的行为应该做什么两个方面。 访问控制的核心是授权策略。授权策略是用于确定一个主体是否能对客体拥有访问能力的一套规则。在统一的授权策略下,得到授权的用户就是合法用户,否则就是非法用户。访问控制模型定义了主体、客体、访问是如何表示和操作的,它决定了授权策略的表达能力和灵活性。 若以授权策略来划分,访问控制模型可分为:传统的访问控制模型、基于角色的访问控制(RBAC)模型、基于任务和工作流的访问控制(TBAC)模型、基于任务和角色的访问控制(T-RBAC)模型等。 1 传统的访问控制模型 传统的访问控制一般被分为两类[1]:自主访问控制DAC (Discret iona ry Acces s Control)和强制访问控制MAC(Mandat ory Acces s C ontrol)。 自主访问控制DAC是在确认主体身份以及它们所属组的基础上对访问进行限制的一种方法。自主访问的含义是指访问许可的主体能够向其他主体转让访问权。在基于DAC的系统中,主体的拥有者负责设置访问权限。而作为许多操作系统的副作用,一个或多个特权用户也可以改变主体的控制权限。自主访问控制的一个最大问题是主体的权限太大,无意间就可能泄露信息,而且不能防备特洛伊木马的攻击。访问控制表(ACL)是DAC中常用的一种安全机制,系统安全管理员通过维护AC L来控制用户访问有关数据。ACL的优点在于它的表述直观、易于理解,而且比较容易查出对某一特定资源拥有访问权限的所有用户,有效地实施授权管理。但当用户数量多、管理数据量大时,AC L就会很庞大。当组织内的人员发生变化、工作职能发生变化时,AC L的维护就变得非常困难。另外,对分布式网络系统,DAC不利于实现统一的全局访问控制。 强制访问控制MAC是一种强加给访问主体(即系统强制主体服从访问控制策略)的一种访问方式,它利用上读/下写来保证数据的完整性,利用下读/上写来保证数据的保密性。MAC主要用于多层次安全级别的军事系统中,它通过梯度安全标签实现信息的单向流通,可以有效地阻止特洛伊木马的泄露;其缺陷主要在于实现工作量较大,管理不便,不够灵活,而且它过重强调保密性,对系统连续工作能力、授权的可管理性方面考虑不足。 2基于角色的访问控制模型RBAC 为了克服标准矩阵模型中将访问权直接分配给主体,引起管理困难的缺陷,在访问控制中引进了聚合体(Agg rega tion)概念,如组、角色等。在RBAC(Role-Ba sed Access C ontrol)模型[2]中,就引进了“角色”概念。所谓角色,就是一个或一群用户在组织内可执行的操作的集合。角色意味着用户在组织内的责 ? 9 ? 第6期沈海波等:访问控制模型研究综述 收稿日期:2004-04-17;修返日期:2004-06-28

微观车辆跟驰模型对比研究

微观车辆跟驰模型对比研究 摘要:车辆跟驰模型是微观交通流模型研究的基础。本文对GM模型、线性模型、安全距离模型、AP模型、模糊推理模型和神经网络的车辆跟驰模型进行了详细的评述,从传统模型入手,分析其存在的优缺点,基于此又阐述了在传统模型基础上改进的模型或者是利用新的方法建立的模型,提出了目前还存在的没有解决的问题,并且对每个模型作了中肯的评价。为今后研究微观交通流模型提供一个比较全面的认识。 关键词:交通流;微观交通流;车辆跟驰模型;对比研究 1跟驰模型 跟驰理论是运用动力学方法,研究在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时,后车跟随前车的行驶状态,并且用数学模型来表达并加以分析阐明的一种理论。跟驰理论只研究非自由行驶状态下车队的特性。非自由行驶状态的车队有以下三个特性:制约性、延迟性和传递性。自20世纪50年代以来,国外的学者对车辆跟驰模型进行了大量、系统的研究,发表了众多的研究成果,主要可以分为以下几类:刺激—反应模型、安全距离模型、生理—心理模型,模糊推理模型,神经网络的车辆跟驰模型。 2.1刺激—反应模型及评价 刺激—反应模型重在描述驾驶环境中各种刺激对驶员行为的影响,包括GM 模型和线性模型。 (1)GM(General Motor)模型 GM模型是从20世纪50年代后期逐渐发展起来的车辆跟驰模型。其一般表达式为: (1) 式中: ——t + T 时刻第n+1辆车的加速度; ——t时刻第n辆车与第n+1辆车之间的速度差; ——t时刻第n辆车与第n+1辆车之间的距离; c,m, l——常数。 GM模型形式简单,物理意义明确,许多后期的车辆跟驰模型研究都源于刺激—反应基本方程。但是GM模型通用性较差,这是因为在确定m和l的过程中存在大量的矛盾之处。另外,当前后车速相同时允许两车的车头间距无限减少直至为零,这显然是不合理的。 (2)线性模型 Helly提出的线性模型考虑了前面第一辆车是否制动减速对后车加速度的 影响项,有以下关系: (2) (3) ——期望跟驶距离; ,,α,β,γ——参数。 Helly认为应当与车头间距变量及反应时间T有关,这样就产生了m=0,l=1

基于时序逻辑的工作流建模与分析方

基于时序逻辑的工作流建模与分析方法1 王远,范玉顺 (清华大学自动化系,北京 100084) 摘要提出了一种基于活动时序逻辑(TLA)的工作流建模与模型分析的形式化方法。该方法将模型及模型的性质都表示为一个TLA公式,对工作流模型性质的分析可以等价为对TLA中两个公式之间是否存在蕴涵关系的检验,从而建立了一个工作流模型各层次分析统一框架。一个工作流建模和分析的实例验证了所提出方法的有效性,该方法在建模、模型分析以及指导模型设计等方面都有较好的应用前景。 关键词工作流,活动时序逻辑,工作流模型分析 1基金项目:国家自然科学基金项目(60274046) 0 引言 工作流管理是实现企业过程集成和提高企业运行效率、柔性的一种全面的支撑技术。该技术在办公自动化(OA)、计算机支持的协同工作(CSCW)、经营过程重组(BPR)等几个领域中的应用证明,工作流模型的合理性验证与分析是成功实施工作流管理的关键[1]。工作流模型分析可以分为逻辑、时间和性能三个层次。逻辑层次关心的是工作流模型中事件点与事件点之间的关系,时间层次的分析是在逻辑层次的基础上研究模型中时间段与时间段之间的关系,而性能层次分析一般是指(考虑资源信息) 通过仿真或严格的理论分析,获得与系统性能相关的量化指标,来评估建立的工作模型是否满足目标需求。 工作流模型的验证与分析的方法与建模方法密切相关。工作流建模方法可以分为非形式化方法与形式化方法[2]。非形式化方法主要包括活动网络图法、ECA(Event-Condition-Action)规则方法、面向系统交互的工作流建模语言等,这些非形式化的建模方法普遍缺乏对模型验证与分析的支持。工作流建模的形式化方法以基于Petri网的建模方法为主,并在此基础上形成了一些工作流模型验证与分析的方法,然而这些基于Petri网的方法存在两个问题: 一是没有统一的方法框架,无法满足工作流模型多种性质的验证需要,而是针对一种性质,提出一种特殊的高级Petri网建模方法,找到该性质在Petri网中的表达方式,并针对这种表达方式提出一种验证算法,比如,用户需要验证模型中两个活动之间的时间距离约束,现有的方法无法验证,就只能依靠研究人员的创造力,提出一种特殊的Petri网,并发展一种专门的验证方法;二是在指导工作流模型的设计和工作流模型的综合方面无法满足需要,比如要设计一个满足给定性质的工作流模型,现有的模型验证方法就无法提供有力的支持。针对上述工作流模型分析验证中存在的问题,本文用时序逻辑作为理论基础,提出了一种基于时序逻辑的工作流建模与分析方法,为工作流模型各个层次的验证与分析提供了一种新思路。 1 TLA基本概念 时序逻辑作为一种表示各种动态系统行为和性质的逻辑语言,近年来在反应系统、实时系统的表示与验证、网络协议的分析、多媒体通信同步以及自然语言理解、专家系统、人工智能等方面得到了广泛的应用[3-5]。在本文提出的基于时序逻辑的工作流建模分析方法中,一个工作流过程模型被描述为一个时序逻辑系统中的公式,同时该模型需要被验证的和分析的性质也表示为一个时序逻辑公式,该方法对所验证的性质并没有特殊的限定。要分析工作流模型是否满足该性质,只需在相应的逻辑系统中利用逻辑推理和模型检查等技术检验这两个公式之间是否存在蕴涵关系。这就使得对工作流模型各层次的验证可以统一到一个方法框架中来。同时,由于在时序逻辑中并不区分公式表示的是模型还是模型的性质,这使得本文提出的方法在指导工作流模型的设计和工作流模型的综合方面有较好的应用前景。 本文使用的时序逻辑系统是活动时序逻辑

斯坦福流域水文模型研究综述

斯坦福流域水文模型SWMM研究综述 摘要:自然界的水文现象,是一种多因素相互作用的复杂过程,由于其形成机理还不完全清楚,水文模型成为一种研究复杂水文现象的重要工具。本文在在查阅文献的基础上,从斯坦福流域水文模型,国内外 SWMM 研究进展,斯坦福模型主要组成,其他流域水文模型的研究进展个方面对斯坦福模型的研究现状及进展进行了整理和分析,并在此基础上探讨了流域水文模型研究的发展趋势。关于流域水文模型的研究成果有目共睹,但仍需要深入研究。总之,流域水文模型与GIS、遥感技术的结合越来越多的受到重视,必将成为今后研究中的一个主要方面。 关键词:斯坦福流域水文模型;综述;研究进展; 1.斯坦福流域水文模型 流域水文模型的起源是从水文预报模型开始的,即降雨-径流模型。1932年Sherman用叠加原理提出了单位线模型,单位线模型统治水文界20多年。随后Nash和Dooge对单位过程线进行了改进,提出了连续变化的暴雨响应模型。 第一个真正的流域水文模型就是1959年Linsley&Crawford开发的斯坦福流域水文模型,并经过改进和扩展,于1966年发展了SWM-IV。属于概念性集总式水文模型,将整个流域看作一个整体,不考虑流域内的空间变化,数据输入、流域特征描述(土壤类型、土地利用和坡度)通常采用平均值。这个时期的水文模型应用计算机模拟水循环系统,而不是简单地利用数学公式计算洪峰和降雨-径流关系。模型已可以模拟降雨、截留、入渗、蒸散发、河道流等水文过程,但模型中的参数大都缺乏明确的物理意义,以经验公式为主,不能反映流域水文过程空间上分散性输入和集中性输出的特点,且模型参数对水文实测资料的依赖性很大,无法模拟产汇流的空间分布规律,以及气候变化、土地利用/覆被等因素对水文过程变化的影响;这个时期的模型还主要表现在以模拟水量为主,无法模拟污染物等的迁移。虽然这些模型考虑的因素较粗,模拟精度不足,但在资料不完善地区仍然应用广泛。 HSPF模型是在斯坦福模型(Stanford-IV)的基础上发展萨克模型是集总参数型的连续运算的确定性流域水文模型,是在第IV斯坦福模型基础上改进和发展的。 2.国内外SWMM研究进展 2.1国外SWMM 研究进展 SWMM 是由美国环保局于 1971 年推出的,在世界各地获得了广泛的关注,为降雨径流方面的研究提供了可靠的技术支持,并且应用在面源污染负荷计算、城市防洪、雨洪调蓄、径流计算、雨水利用等方面。1975 年 Marsalek等人对美国3 个流域内的12 场暴雨事件

网络访问控制技术综述

网络访问控制技术综述 摘要:随着科学的不断进步,计算机技术在各个行业中的运用更加普遍。在计算机技术运用过程中信息安全问题越发重要,网络访问控制技术是保证信息安全的常用方式。本文介绍了研究网络访问控制技术的意义,主流的访问控制技术以及在网络访问控制技术在网络安全中的应用。 关键字:信息安全网络访问控制技术 0.引言 近年来,计算机网络技术在全球范围内应用愈加广泛。计算机网络技术正在深入地渗透到社会的各个领域,并深刻地影响着整个社会。当今社会生活中,随着电子商务、电子政务及网络的普及,信息安全变得越来越重要。在商业、金融和国防等领域的网络应用中,安全问题必须有效得到解决,否则会影响整个网络的发展。一般而言信息安全探讨的课题包括了:入侵检测(Intrusion Deteetion)、加密(Encryption)、认证(Authentieation)、访问控制(Aeeess Control)以及审核(Auditing)等等。作为五大服务之一的访问控制服务,在网络安全体系的结构中具有不可替代的作用。所谓访问控制(Access Control),即为判断使用者是否有权限使用、或更动某一项资源,并防止非授权的使用者滥用资源。网络访问控制技术是通过对访问主体的身份进行限制,对访问的对象进行保护,并且通过技术限制,禁止访问对象受到入侵和破坏。 1.研究访问控制技术的意义 全球互联网的建立以及信息技术飞快的发展,正式宣告了信息时代的到来。信息网络依然成为信息时代信息传播的神经中枢,网络的诞生和大规模应用使一个国家的领域不仅包含传统的领土、领海和领空,而且还包括看不见、摸不着的网络空间。随着现代社会中交流的加强以及网络技术的发展,各个领域和部门间的协作日益增多。资源共享和信息互访的过程逐越来越多,人们对信息资源的安全问题也越发担忧。因此,如何保证网络中信息资源的安全共享与互相操作,已日益成为人们关注的重要问题。信息要获得更大范围的传播才会更能体现出它的价值,而更多更高效的利用信息是信息时代的主要特征,谁掌握的信息资源更多,

流域水文模型研究进展

流域水文模型研究进展 姓名:杨柳专业班级:水文学及水资源研1017班学号:1008150845 摘要:流域水文模型是水文研究的重要工具之一。本文较全面、较系统地对其概念、分类和国内外研究进展情况进行了综述,并简要介绍了分布式流域水文模型。探讨了未来的发展方向,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。 关键词:流域,水文模型,分布式流域水文模型,发展 Abstract:Hydrological model is an important tool for hydrological research. This more comprehensive, more systematic way of its concepts, classifications and research progress at home and abroad were reviewed, and briefly describes the distributed hydrological model. And it explored the future direction of development. I believe that it has important reference value and reference in peer-related work. Keywords:river basin; hydrological model; distributed hydrological model; development 1前言 流域水文模型把流域总体看成是一个系统,输入为降雨等,输出为出流流量等。流域内的水文过程则是系统的状态,是根据水文概念推理计算出来的。随着全球性缺水问题日益严重,水污染、水资源分布不均衡等问题的日益突出,就要求人们不断加强水文学的定量化研究,而流域水文模型就是其中发展较为迅速的研究领域。它有助于我们在利用水资源、分配水资源中提供合理的、科学的依据。流域水文模型在进行水文规律的研究和解决生产实际问题中起着重要的作用。因此,掌握常见的流域水文模型是必要的。 20世纪以来流域水资源问题日益突出,为了提高流域整体管理水平和科技水平,“数字流域”的建设正在日益兴起。模型建设尤其是流域水文模型的建设是“数字流域”建设的核心内容和基础工作。数字水文模型就是构建在DTN/DEM基础之上的一种分布式水文模型,先由DEM建立数字高程水系模型,再与数字产流模型和数字汇流模型有机结合形成数字水文模型,其基本框架见图1。数字水文模型是一种有物理基础结构的包含大量信息的现代化模拟技术,流域所有下垫面(诸如流域分水线、子流域集水面积、水系、地形、植被、土壤)都是栅格型数字式的点阵,流域产流单元、汇流路径、水系是根据地形由计算机自动生成[1]。 2流域水文模型的概念及分类 水文现象是一种非常复杂的现象,它不仅受降雨特性的影响,还受流域下垫面、人类活动等因素的影响。因此,多年来水文学者一直在不断地探索和研究,以便揭示水文现象及其发展变化规律。但是,至今仍有许多问题尚未解决。在没

(工作分析)基于P网工作流模型的分析

西北大学学报(自然科学网络版) 2004年5月,第2卷,第5期 Science Journal of Northwest University Online May 2004,V ol.2,No. 5 (工作分析)基于P网工作流模型的分析 ________________________ 收稿日期:2004-02-03 审稿人:葛玮,男,西北大学计算机科学系副教授

基于Petri网工作流模型的分析 晋蓓,冯卫兵 (1.西北大学计算机科学系,陕西西安710069;2.西安科技大学基础部,陕西西安710054) 摘要:通过模型分析发现所描述的过程定义中的设计错误,以便对业务过程重构提供正确的指导和科学的依据。首先将信牌驱动模型转化为Petri网,接着将Petri网进行必要化简,最后对化简后的Petri网进行死锁等分析。 关键词:工作流模型;Petri网;死锁 中图分类号:TP911.7文献标识码:A文章编号:1000-274X(2004)0068-07工作流模型的分析是指采用各种方法(包括理论模型、模拟、测量方法),对工作流模型的内部行为进行分析计算,使得工作流模型于理论上是正确和有效的。 虽然当下绝大部分的工作流产品均提供模型性能分析的仿真功能,但由于复杂性等原因,很难找到壹种有效的算法对模型进行分析和验证。本文于总结模型分析研究成果现状的基础上,针对目前模型验证方法存于的不足,总结了Petri网模型分析中的壹些图形化简规则,针对企业运营过程模型的特点且利用文中提出的模型正确性标准,提出了壹种具有完备性和高效率的工作流模型的模型验证方法分析。 1关联概念 定义1信牌驱动模型的静态结构:多元式称为信牌驱动模型的静态结构(以下简称信牌驱动模型),其中: 1)表示扩展的信牌驱动模型所涉及的所有数据,其值域用表示; 2)表示活动集合,和分别称为功能函数和后继函数。被定义为根据出函数定义,参见下边的定义; 3)表示信牌箱集合; 4),称为的流关系,其中和分别称为入关系和出关系。对出关系定义壹个出函数:表示和关联的出函数,被称为的后继函数。 5)是惟壹的活动,称为开始活动,; 6)是壹个活动的集合,称为结束活动,; 7)称为转移的权重; 8)是(注意:中不包含)的壹种划分即 是的另壹种划分,即规定。若,则;若,则;如果,则被称为简单元素。 壹个信牌驱动的工作流模型,开始活动只能是壹个,可是结束活动能够是多个。为了描述问题方便,有时我们也将信牌驱动的模型简写成。 定义2真假信牌,设。 1)上的壹个多重集是壹个映射(自然数集合),令表示上所有多重集的集合; 2)表示多重集且表示多重集且表示多重集且。 定义3活动的SPLIT,设为信牌驱动模型,令,称集合为出弧的集合。表示出弧的个数。和所联系的信牌箱称为的后信牌箱。或者或者和称为的SPLIT类型,记为。 定义4活动的JOIN:设为信牌驱动模型,令,称集合为入弧的集合。表示入弧的个数。和联系的信牌箱称为的前信牌箱。或者或者或者或者,和称为的类型,记为。

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