[發明專利]一種基于WebGIS的洪水預報服務構建方法

在審

• 申請號: 201710947956.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107704592A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 曾微波;殷曉飛;王春;江嶺
• 申請（專利權）人: 滁州學院
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種基于網絡地理信息系統(WebGIS)的洪水預報服務構建方法，具體的說，就是利用WebGIS與洪水預報模型構建洪水演變分析服務，實現不同雨強、水情下洪水預報結果的動態模擬與演變分析。

背景技術

洪水預報是指利用水文、氣象等信息模擬洪水形成過程和運動規律，對洪水可能發生的地點、時間、強度、規模、過程等進行預報與模擬。洪水預報作為重要的防洪非工程措施，在防汛搶險、水資源水環境合理開發利用、水生態保護與規劃、水利工程規劃建設及調度管理等領域具有廣泛的應用價值，不僅降低了以往洪水預報繁重的工作量，而且還提供了更加及時、準確的水位流量預報信息，為防洪、規劃提供了重要的決策依據，為保護人民生命安全，加強洪水安全提供了重要的信息保障。

目前，大多數防汛抗旱決策支持系統主要針對流域范圍。此外，由于防洪抗旱決策支持系統涉及復雜地形空間信息管理，不易把握局部細節，導致模型參數率定難度高、預報結果準確度低。將洪水預報模型與WebGIS集成，利用GIS強大的空間分析能力，高效提取洪水模型自然匯流信息，進而提高模型預報精度；利用WebGIS強大的空間表現能力展示模型預報成果，突破模型對平臺、用戶數量、用戶群體的限制，擴大水文模型的應用范圍，充分發揮洪水預報的社會效益、經濟效益；另外，基于WebGIS技術構建防洪抗旱決策支持系統，可以針對區域防洪抗旱工作的實際需要，有針對性地進行開發定制，利用運行平臺實現模型的管理與調用，提高水旱災害預警等科學水平，因此，這項研究具有廣泛的應用前景。

近年來，歐洲及日本等許多發達國家已經建立了較為完善的預報系統，包括氣象預報系統、洪水監測與預報系統、災害損失評估系統等。在實時預報監測方面，美國和加拿大采用微波技術來確定雨量，處于世界前列；在洪水預報方面，國內經過長期的發展已經積累了大量的經驗。從上世紀60年代開始，引進和學習國際上先進的洪水預報理論與技術。在大量實踐和研究的基礎上，1955年出版了《洪水預報方法》。在接下來二十年間，不同流域均開展了水文模型研究。隨著網絡技術、數據庫技術、地理信息系統等技術在水文預報領域的深入應用，國內洪水預報技術、方法和水平有了很大的提高。

但是目前，洪水預報模型的構建與應用技術發展仍然較為落后，歸納起來主要有以下幾點：

(1)空間模型數據源單一、精度低

傳統洪水預報服務地理建模型的數據源一般來自于CAD或由CAD構建的DEM，數據更新周期長。此外，由于數據安全的限制，很難獲取精度較高的地形資料，大多采用的是30m、90m甚至精度更低的數字高程模型。基于此類數據源構建的地理空間模型應用于短期內地形地貌變化較大的區域及平原區河道地形時，模型誤差較大。

(2)土地利用空間差異性考慮不足

近幾年來，人類生產活動對地表土地利用、植被覆蓋類型產生了較大的影響。然而，大部分洪水預報模型未充分考慮地表已變因素，導致預報的穩定性不足，預報誤差較大。

(3)水雨情數據缺乏有效性檢驗

大多洪水預報模型嚴重依賴水文氣象等資料，但是對于水位、雨量數據的合理性、準確性缺乏有效的檢驗分析，往往在誤差較大時對上萬條、幾十萬條數據進行排查和檢驗，費時費力。

(4)洪水預報應用難度大

傳統的各類洪水預報系統都需要專業人員進行操作，要求系統應用人員具有較高的水文、氣象及計算機等專業知識；另外，這類系統一般基于C/S架構進行設計開發，因此，系統的運行對操作系統及硬件設備都有較高的要求，導致無法進行大規模應用推廣。

以上所述洪水預報模型構建與應用的不足，對于洪水預報模型的快速構建、預報精度的提高、應用范圍的擴大都造成了較大困難。更為重要的是，由于模型參數無法根據快速變化的地理環境進行及時調整，從而導致模型預報誤差隨時間不斷累加，極易造成防洪排澇決策失誤，從而給國家和人民造成無法挽回的損失。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，在于克服現有技術存在的缺陷，利用GIS空間分析技術，建立適用于水文預報的地理空間模型；在對異構數據處理的基礎上，基于DEM完成流域流水網的推求、單元面積劃分及地表徑流計算。在上述工作的基礎上，提出一種基于WebGIS的洪水預報模型服務的構建與應用方法，對洪水演進過程進行仿真模擬。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于WebGIS的洪水預報服務構建方法，包括如下步驟：

步驟1，基于地形資料構建數字高程模型；