[發明專利]一種針對復雜下墊面城區分布式水文模型數字化方法

有效

• 申請號: 201710705775.2
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107563019B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 欒清華;付瀟然;王海潮;劉家宏;王英;呂燁;張坤;王東;馬駿
• 申請（專利權）人: 河北工程大學;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

1.一種針對復雜下墊面城區分布式水文模型數字化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，基礎數據的收集與整理；收集城市建成區域的水文氣象數據、地形數據、DEM數據、排水管道或管網與集水井數據，以及城區用地類型分布圖、高清航拍影像圖、河網水系圖，從中摘錄模型構建所需的邊界條件和相關參數初設值，并對摘錄值做合理性審查；

步驟2，現場踏勘；在模型構建時發現數據缺失，需赴現場踏勘獲取管道材質，補測管道斷面形狀、規格缺失數據；若步驟1收集到的數據經審查后不合理或與實際相差較大者，需現場補測、踏勘完成數據的校準并通過合理性審查；

步驟3，排水片區劃分；以城區內主要的河流水系、城市主干路為邊界，以城區地表匯流方向和地下主干排水管線流向為依據，將城區初步劃分為多個大尺度的排水片區；

步驟4，子匯水片區粗劃；以流經排水片區的溝渠、城市快速路、次干路為地塊邊界，借助ArcGIS 10.2水文模塊中的匯水區劃分工具，將整個城區粗劃為多個用地類型集中分布地塊；

步驟5，子匯水單元細化；通過實地踏勘調研、甄別高清影像圖途徑判定城區建設用地類型布局，將各用地類型地塊進一步劃分為微尺度的匯水單元；

步驟6，集流點概化；所述集流點的概化即利用邊緣檢測算法，通過網格邊緣點賦值繪制子匯水區柵格圖，按照逆時針次序依次掃描子匯水區附近的邊緣點，直到查找出子匯水單元邊緣附近的最低節點，是連接子匯水單元和排水管道或管網的紐帶，以集流點的位置坐標以及排水管道連接的上下游關系確定集流點的接入位置；

步驟7，排水管道或管網概化；整理核準各條管線的連接順序，確定管線的材質，在ArcGIS中對管線數據進行統一的編碼和錄入，完成管道或管網數據的數字化；所述管道或管網數據包括管道材質、起點管底高程、終點管底高程、管徑、管道斷面形狀、所屬新老城區位置信息；

利用ArcGIS中的拓撲檢驗工具進行管網數據的初步精選，自動辨別和糾正重疊或未連接管段，對連接錯誤、重疊的點、線、面予以修正，篩選出合理的可用管網；再利用水文模型的預運行自查功能，逐個定位模型拓撲檢驗存在問題的位置，做必要的工程合理性檢查、連接性檢查和排水管道縱斷面圖檢查；最后通過模型中管網設施編輯命令進行數據修正；

步驟8，排水系統精細化處理；對排水管道或管網、雨水井、集流點數據的質量檢驗，包括合理性、完整性、一致性和碎片化檢驗；

步驟9，模型數字化輸入；上述步驟3至5屬于匯水區數字化過程，上述步驟6至8屬于排水系統數字化過程，整合步驟1所述的水文氣象數據，步驟3至5所述的排水片區、子排水片區、子匯水單元數據，以及步驟6至8所述的排水系統數據，經過步驟1至2所述的現場補測、踏勘完成數據的校準并通過合理性審查后對模型所需參數進行賦值，將數據逐一錄入模型，或轉化為模型支持的輸入文件，完成模型的數字化輸入過程。