[發明專利]一種模型要素與計算方案管理方法

有效

• 申請號: 201710400787.4
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107239607B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 馬建明;王船海;張大偉;喻海軍;張洪斌;穆杰;吳濱濱;曾賢敏;馬騰飛;聶文禮;石亮
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;南京慧水軟件科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

1.一種模型要素與計算方案管理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，獲取洪水建模分析的多類基礎數據；

步驟S2，根據所述多類基礎數據，建立洪水分析建模的模型要素，其中，所述模型要素，包括：一維河網模型要素、二維淺水模型要素、城市管網模型要素、一二維耦合模型要素、管網二維耦合要素；所述一維河網模型要素包括：一維河網數據和水文序列，其中，所述一維河網數據包括：河段、零維要素、聯系要素和斷面節點；

所述二維淺水模型要素包括：二維網格數據和時間序列，所述二維網格數據包括：節點、邊元、單元、建筑、點源、控制點、控制斷面和簡單河道；

其中，單元包括節點和邊元組成，具有唯一編碼；單元內存儲的節點和邊元，均按照逆時針順序排列；對單元進行設置糙率、設置產流、設置下滲、設置面積系數、高程插值、設置降雨分區、清除降雨分區的設置；

糙率設置有專題設置和批量設置兩種方式：

(1)專題設置：專題設置通過加載糙率矢量數據設置糙率；加載.shp格式的糙率文件，匹配字段，完成糙率專題設置；土地類型-糙率對應表中，可導入導出.rghs格式的配置文件設置土地類型糙率配置列表；

2)批量設置：批量設置對所有網格進行統一設置，輸入糙率值，完成糙率批量設置；選擇是否僅設置選中單元；

產流設置有批量設置和分區設置兩種方式：

(1)批量設置通過導入屬性數據和字段計算器批量設置產流參數，產流類型有Horton、GreenAmpth、CurveNumber三種類型；

(2)分區設置通過導入.shp格式的矢量數據設置產流參數，加載.shp格式的矢量數據，匹配字段后，完成參數設置；

設置下滲：下滲參數包括導水率和地下水位，導水率單位為m/s，地下水位負值表示水位高出地面；

設置面積系數：面積系數表示二維網格參與計算的比例，即網格過水率，面積系數有按建筑面積設置和批量設置兩種方法；

高程插值：導入.asc格式的散點數據、.tif和.img格式的柵格數據來進行高程插值；插值參數包括冪、鄰近點數和無效數據，冪表示網格中心點到散點距離的關系，鄰近點表示選擇距離網格中心最近的12個點插值，無效數據表示高程為-9999為無效高程數據；

設置降雨分區：一種是通過導入.shp格式的多邊形矢量數據文件設置，一種是根據雨量站的位置直接生成泰森多邊形；

單元屬性：批量編輯中用戶可查看并批量編輯單元高程、糙率、面積系數、產流參數、下滲參數、初始水位、單元類型、初始流速、計算降雨；單元屬性中，名稱、面積字段不可修改，在界面中背景設置為灰色；

邊元由節點組成，具有唯一編碼，兩個節點對應唯一一條邊元，不存在兩條邊元具有相同節點的情況；邊元為建筑、控制斷面數據的基礎，其屬性信息包括唯一編碼；邊元屬性包括起點編號、末點編號、邊元類別、邊元地物類型、邊元高程、邊元長度；

邊元類別分為邊界邊元、控制線邊元和普通邊元，邊界邊元為整個網格的邊界，與網格剖分時設置的邊界相對應；控制線邊元是與道路、堤防數據對應的邊元，這類邊元與堰、閘門建筑數據對應；其他邊元為普通邊元；

邊元地物類型分為河流、一般公路、高速公路、鐵路、堤防，上述邊元地物類型屬性字段用于控制邊元在地圖場景中的顯示風格，不同類型邊元以不同的線型進行展示，該字段信息不影響計算過程；

所述城市管網模型要素包括：子匯水區、管段、節點、水文站網、曲線集合、時間模式和LID控制，所述管段包括：管道、孔口、出水口、泵站、堰；所述節點包括：連接節點、分流器、排放口和蓄水節點；

創建所述一二維耦合模型要素，包括：側向連接和正向連接，其中，

所述側向連接用于記錄一組相鄰斷面與多個邊元的耦合信息，所述正向連接用于記錄河道首尾斷面與多個邊元的耦合信息，

所述側向連接和正向連接均包括如下步驟：依次選擇河段和斷面組，設置左右岸邊元、編輯耦合關系，并進行左右岸的互換，自動分區左右岸、清除連接關系；

步驟S3，在建立的模型要素的基礎上，設置配置參數以創建計算方案，其中，所述配置參數包括：邊界條件、控制參數和計算結果數據，所述計算方案包括：一維河網模型方案、一二維耦合方案、二維模型方案、管網二維耦合方案和城市管網模型方案，

其中，所述一維河網模型方案在所述一維河網模型要素的基礎上調用一維河網模型算法創建；所述一二維耦合方案在所述一維河網模型要素、二維淺水模型要素、一二維耦合模型要素的基礎上，調用一維河網模型算法和二維模型算法創建；所述二維模型方案在所述二維淺水模型要素的基礎上調用二維模型算法創建；所述管網二維耦合方案在所述二維淺水模型要素、管網二維耦合要素和城市管網模型要素的基礎上，調用二維模型算法和管網模型算法創建；所述城市管網模型方案在所述城市管網模型要素基礎上，調用管網模型算法創建；

所述邊界條件包括：水位邊界、流量邊界和水位流量關系；

所述控制參數包括：計算起止時間、輸出起止時間、計算步長、輸出步長；

所述計算結果數據包括：一維計算結果、二維計算結果和管網計算結果；其中，所述一維計算結果，包括：水位實時數據、流量過程數據、河段信息；

所述管網計算結果，包括：子匯水區數據、節點數據和管段數據；

所述二維計算結果，包括：水位、水深和流速實時數據、單元剖面結果、控制點水力要素、控制斷面水力要素、建筑水力要素、點源流量、河道斷面數據、河道剖面數據。