[发明专利]一种耦合生境适宜模型的高效高精度栖息地模拟方法

权利要求书

1.一种耦合生境适宜模型的高效高精度栖息地模拟方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、利用Arcgis软件生成高分辨率DEM地形数据表征真实地形，以ascii格式输出；

步骤2、调研收集研究河段目标物种以及目标物种的生境因子，利用偏好适宜曲线法确定出目标物种的生境因子适宜曲线，包括水深、流速和底质；

步骤3、将高分辨率DEM地形数据离散成矩形网格，根据已知边界条件对相关参数进行赋值；

步骤4、将得出的DEM地形数据及各生境因子适宜条件在GPU中分配内存，并复制到GPU变量中；

步骤5、基于Godunov格式的中心有限体积法空间离散二维浅水方程，求解通量项、底坡源项和摩阻源项；

步骤6、由MUSCL重组法和龙格库塔法进一步实现时间和空间的二阶精度，时间和空间步长计算稳定性由CFL条件限制；

步骤7、基于IFIM理论，由得到的目标物种高精度生境因子及目标物种的生境适宜条件，确定各生境因子的适宜性指数HSI计算出综合适宜性指数CSI；

步骤8、通过cudaMemcpy函数将GPU计算得到的各生境因子数据及综合适宜指数CSI复制到CPU中，计算目标物种有效栖息地加权可利用面积WUA；

步骤9、根据计算得到的水深、流速和底质数据，以及水深、流速和底质三种生境因子的综合适宜指数CSI数据，利用MATLAB软件输出水深、流速、底质和综合适宜性指数CSI分布图；至此，耦合生境适宜模型的高效高精度栖息地模拟方法构建完成。

2.根据权利要求1所述的一种耦合生境适宜模型的高效高精度栖息地模拟方法，其特征在于，所述步骤5中二维浅水方程表示如下：

式中：t为时间步长，单位为s；x、y分别为水平坐标和纵向坐标；q为流量变量矢量；h表示水深，单位为m；u、v分别为x、y方向上的平均流速，单位为m/s；F、G分别为x、y方向上的通量矢量；S为源项矢量；其中，S_b为底坡源项；S_f为摩阻源项；z_b为河床高程，m；C_f为床面糙率系数，C_f＝gn²/h^1/3，n为曼宁系数，s/m^1/3。g为重力加速度，取9.81，单位为m/s²。