[發(fā)明專利]一種地面雨量站優(yōu)化布局的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611256130.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106651052B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王珂;陳能成;關(guān)慶鋒;胡楚麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/29
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智慧城市地理信息服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地面雨量站優(yōu)化布局的方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著對地觀測技術(shù)的不斷發(fā)展，水文監(jiān)測已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一地面站網(wǎng)發(fā)展為天地一體化聯(lián)合觀測傳感網(wǎng)的新階段。降雨是地球水循環(huán)的基本組成部分，具有重要的水文學(xué)意義和監(jiān)測價值，現(xiàn)有技術(shù)中主要以地面觀測和衛(wèi)星遙感作為傳感網(wǎng)降雨監(jiān)測的主要技術(shù)手段。

現(xiàn)有技術(shù)中由于成像機理和重訪周期的限制，遙感衛(wèi)星對地觀測具有空間連續(xù)、時間不連續(xù)的特征，其覆蓋范圍呈條帶形區(qū)域，可以通過衛(wèi)星軌道參數(shù)進行計算與仿真。雖然星載傳感器能夠周期性地提供大范圍區(qū)域的對地觀測數(shù)據(jù)，但并不能對地表事件進行不間斷的連續(xù)觀測。與之相比，地基傳感器探測是一種基于離散點的空間采樣方式，具有時間連續(xù)、空間不連續(xù)的特征。地基傳感器能夠?qū)Φ乇硎录M行連續(xù)觀測，但不能直接獲得觀測要素的大范圍空間分布特征，需要通過空間插值算法進行估計。

但本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請實施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

由于缺乏星地傳感器協(xié)同規(guī)劃布局機制，目前的地面雨量站和測雨衛(wèi)星往往孤立發(fā)揮作用，沒有考慮衛(wèi)星覆蓋對地面雨量站布局的影響，不能滿足水文傳感網(wǎng)協(xié)同觀測和資源優(yōu)化配置的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種地面雨量站優(yōu)化布局的方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的地面雨量站和測雨衛(wèi)星往往孤立發(fā)揮作用，沒有考慮衛(wèi)星覆蓋對地面雨量站布局的影響，不能滿足水文傳感網(wǎng)協(xié)同觀測和資源優(yōu)化配置的需求的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種地面雨量站的優(yōu)化布局方法，所述方法包括：

獲得目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域的網(wǎng)格劃分信息和時間分段信息；

根據(jù)測雨衛(wèi)星的覆蓋信息、地面雨量站的覆蓋信息，獲得所述測雨衛(wèi)星和所述地面雨量站的有效覆蓋范圍；

根據(jù)目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域的地形信息、地面雨量站的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)信息，獲得所述地面雨量站布局有限候選點集；

獲得時間連續(xù)最大覆蓋模型；

根據(jù)所述時間連續(xù)最大覆蓋模型，確定所述雨量站優(yōu)化布局方案。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

根據(jù)連續(xù)需求空間，確定多邊形需求對象，其中所述多邊形需求對象是一組離散數(shù)據(jù)；

根據(jù)降雨觀測需求，確定所述多邊形需求對象的覆蓋優(yōu)先級；

根據(jù)連續(xù)需求時間，確定子時段，其中，所述子時段為一組離散數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

根據(jù)時空需求，獲得所述測雨衛(wèi)星集合；

根據(jù)所述測雨衛(wèi)星集合，確定所述測雨衛(wèi)星在各個子時段內(nèi)的有效覆蓋范圍；

根據(jù)所述雨量站密度標(biāo)準(zhǔn)、所述地形信息，獲得所述地面雨量站的最大服務(wù)距離；

根據(jù)所述地面雨量站的最大服務(wù)距離，確定所述雨量站的有效覆蓋范圍；

根據(jù)所述測雨衛(wèi)星的覆蓋信息，獲得需求對象集合，其中所述需求對象集合為不同時段的需求對象集合。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

獲得所述需求對象多邊形頂點；

根據(jù)所述需求對象多邊形頂點，獲得第一候選點集；

根據(jù)所述雨量站最大服務(wù)距離，確定所述需求對象的覆蓋邊界；

獲得所述需求對象的覆蓋邊界的交點，加入所述第一候選點集；

獲得第一有限候選點集，去除受控點獲得所述第二候選點集，其中，所述受控點為同時被第三候選點集和第一候選點集包含的候選點，所述第一候選點集不同于所述第三候選點集。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

根據(jù)所述時空需求，確定所述優(yōu)化布局模型的目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)為一個觀測時段內(nèi)的星地聯(lián)合加權(quán)覆蓋范圍；

根據(jù)所述測雨衛(wèi)星的覆蓋信息、所述地面雨量站的覆蓋信息，確定所述需求對象的覆蓋判定約束條件；

根據(jù)可用觀測資源信息，確定所述雨量站的數(shù)量約束條件；

根據(jù)所述覆蓋判定約束條件、所述數(shù)量約束條件，確定所述雨量站時間連續(xù)最大覆蓋模型；

根據(jù)所述雨量站時間連續(xù)最大覆蓋模型，確定所述雨量站優(yōu)化布局方案，其中，所述雨量站優(yōu)化布局方案為顧及衛(wèi)星影響的布局方案。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種地面雨量站優(yōu)化布局的裝置，所述裝置包括：

第一獲得單元，所述第一獲得單元用于獲得目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域的網(wǎng)格劃分信息和時間分段信息；

第二獲得單元，所述第二獲得單元用于根據(jù)測雨衛(wèi)星的覆蓋信息、地面雨量站的覆蓋信息，獲得所述測雨衛(wèi)星和所述地面雨量站的有效覆蓋范圍；