[發(fā)明專利]山區(qū)非靜態(tài)水體水位與淹沒影響人口關(guān)系評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410803764.4
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104652347A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡余忠
• 申請（專利權(quán)）人: 胡余忠
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及山區(qū)洪水預(yù)警領(lǐng)域，解決山區(qū)河道坡度大、水面坡降陡，評價(jià)河段水位落差大的非靜態(tài)水體水位與淹沒影響人口關(guān)系評價(jià)方法。

背景技術(shù)

山洪災(zāi)害發(fā)生頻發(fā)，是威脅人類生存與發(fā)展的典型自然災(zāi)害之一。山洪災(zāi)害發(fā)生隨機(jī)性強(qiáng)、影響范圍廣，造成損失大，人員傷亡多，尤其是我國南部及西南地區(qū)，成為防御的重中之重，對山洪威脅區(qū)進(jìn)行預(yù)警非常必要。

山區(qū)洪水預(yù)警必須知曉預(yù)警范圍，掌握預(yù)警對象基本情況，分析評價(jià)不同河流、不同村落受洪水影響的程度，此正是正在開展的《全國山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)》的目的之一。山區(qū)洪水影響調(diào)查評價(jià)需要分析不同等級洪水下(不同水位)影響人口分析，建立水位與淹沒影響人口關(guān)系，是山洪影響評價(jià)和實(shí)時(shí)預(yù)警的前期基礎(chǔ)工作，其在評價(jià)與實(shí)時(shí)預(yù)警作用如圖1所示。山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)依據(jù)的基礎(chǔ)資料有別于大江大河擁有長系列的水文資料，更多的只能依賴調(diào)查方式獲取，故分析手段與技術(shù)路線必須符合客觀條件。

就特定的典型洪水而言，理想的方法是獲得各個(gè)房屋實(shí)測淹沒水深，按照戶主關(guān)聯(lián)影響人口，并在指定代表斷面下，獲取該斷面水位與其相應(yīng)的影響人口對應(yīng)關(guān)系。現(xiàn)實(shí)是這種歷史情景無法再現(xiàn)，不可能獲取不同量級洪水詳細(xì)的淹沒信息，評價(jià)計(jì)算環(huán)節(jié)中村落內(nèi)各個(gè)房屋的基礎(chǔ)高程、坐標(biāo)以及人口通過測繪調(diào)查獲取，或者直接共享屬地地形測繪成果，信息源容易采集。問題是洪水?淹沒面上信息很難全面獲得，只能通過調(diào)查手段獲取典型洪水有限的洪痕調(diào)查數(shù)據(jù)，多數(shù)分布于沿河兩岸即呈線狀分布，以有限的線狀布局洪痕點(diǎn)實(shí)現(xiàn)村落區(qū)域等值分析很難實(shí)現(xiàn)，只能采取必要簡化手段。此外山區(qū)洪水水面坡度大，兩岸房屋建筑也是隨勢自上而下布局，不可能像水庫、湖泊那樣以靜態(tài)高程來分析淹沒影響，必須考慮斜坡水面，實(shí)質(zhì)上，山區(qū)洪水影響人口評價(jià)本質(zhì)是不同水面線下的影響人口評價(jià)，是一個(gè)特定河段(村落河段)的集總評價(jià)，在指定代表斷面后，以該代表斷面水位代表相應(yīng)洪水規(guī)模的水面線，建立水位與淹沒影響人口關(guān)系。本發(fā)明的目標(biāo)鏈路是以有限的信息源(如洪水調(diào)查點(diǎn)數(shù)量有限)，客觀的實(shí)際情況(如洪痕沿河線狀布局與沿河兩岸房屋布局之間線與面的銜接，以及斜坡面流動(dòng)水體)，解決斜坡非靜態(tài)水體水位與淹沒影響人口關(guān)系分析的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種山區(qū)非靜態(tài)水體水位與淹沒影響人口關(guān)系評價(jià)方法，本發(fā)明通過確定參照目標(biāo)：標(biāo)繪河流軌跡線，建立評價(jià)對比體系。通過將平面布局的洪痕點(diǎn)、房屋投影到軌跡線上，融合調(diào)查洪痕點(diǎn)水位、房屋宅基高程，建立沿河流軌跡方向垂向剖面坐標(biāo)系統(tǒng)：洪水水面、房屋宅基高程與起點(diǎn)距之間關(guān)系的坐標(biāo)系統(tǒng)，關(guān)聯(lián)各個(gè)房屋人口，以達(dá)到快速評價(jià)淹沒人口的目的。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

山區(qū)非靜態(tài)水體水位與淹沒影響人口關(guān)系評價(jià)方法，包括：

步驟一：依據(jù)河流縱斷面實(shí)測點(diǎn)，結(jié)合影像，設(shè)定起算原點(diǎn)，標(biāo)繪河流軌跡線，設(shè)定閾值，以標(biāo)繪成果進(jìn)行曲線擬合生成更精細(xì)的軌跡點(diǎn)系列。計(jì)算軌?跡點(diǎn)距離起算原點(diǎn)的距離，存貯各個(gè)軌跡點(diǎn)坐標(biāo)和起點(diǎn)距。

步驟二：將典型年洪水分布于河流兩岸的逐個(gè)調(diào)查洪痕點(diǎn)投影到河流軌跡線，即在平面坐標(biāo)系內(nèi)，按照洪痕點(diǎn)坐標(biāo)，逐一計(jì)算洪痕點(diǎn)與河流軌跡點(diǎn)的距離，以與洪痕點(diǎn)距離最短者的河流軌跡點(diǎn)作為投影目標(biāo)，將其起點(diǎn)距賦值給該洪痕點(diǎn)在河流軌跡線上的起點(diǎn)距，以起點(diǎn)距為橫坐標(biāo)，以調(diào)查洪痕點(diǎn)水位為縱坐標(biāo)，繪制典型洪水沿著河流軌跡方向的水面線；在投影方法上，在投影對象如(洪痕點(diǎn)和房屋)、河流軌跡點(diǎn)之間，將由點(diǎn)向線投影的數(shù)學(xué)求解轉(zhuǎn)化為投影對象點(diǎn)與軌跡點(diǎn)距離的簡單比較。

步驟三：按照洪痕投影相同原理，將房屋投影到河流軌跡線上，以其在河流軌跡線上相對起算原點(diǎn)的起點(diǎn)距為橫坐標(biāo)，房屋宅基高程為縱坐標(biāo)，繪制沿河軌跡方向兩岸逐戶房屋宅基高程變化點(diǎn)群；

步驟四：融合步驟二、三兩次投影的結(jié)果，逐戶按照起點(diǎn)距，以房屋起點(diǎn)距處水面線水位與其宅基高程之差，獲得“歷史典型洪水條件下各個(gè)房屋的淹沒水深計(jì)算成果”，累計(jì)淹沒水深大于零的戶數(shù)人口為對應(yīng)典型洪水位的影響人口。指定代表斷面，建立指定代表斷面水位與該典型年調(diào)查洪水水面線關(guān)聯(lián)。

步驟五：假定不同等級洪水水面坡度不變，從代表斷面的最低水位到最高水位，設(shè)定水位步長，計(jì)算不同水位與典型洪水水位差，直接加上“歷史典型洪水條件下各個(gè)房屋的淹沒水深計(jì)算成果”的淹沒水深，計(jì)算對應(yīng)水位的各戶淹沒水深(無需重復(fù)計(jì)算)，累計(jì)淹沒水深大于零的戶數(shù)人口為對應(yīng)水位的影響人口，獲得水位與淹沒影響人口關(guān)系。若后續(xù)能實(shí)測到不同等級洪水的水面線，重復(fù)步驟二和步驟四，以求更高精度的評價(jià)成果。