[發(fā)明專利]一種基于渦旋參數(shù)的流域地形截留區(qū)域確定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810448754.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN110472260B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁煌;崔方;程序;王知嘉;陳衛(wèi)東;周海;丁杰;朱想;李登宣;吳驥;何潔瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種基于渦旋參數(shù)的流域地形截留區(qū)域確定方法及系統(tǒng)，所述方法包括：將待分析流域的數(shù)字高程模型的網(wǎng)格與待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的網(wǎng)格相匹配確定待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格中包含的待分析流域的數(shù)字高程模型網(wǎng)格，根據(jù)待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格的土地利用類型確定數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格包含的數(shù)字高程模型網(wǎng)格中的待定截留區(qū)域網(wǎng)格，并根據(jù)所述待定截留區(qū)域網(wǎng)格的垂直渦度和地表高程變化矢量的Y軸分量在Z軸的偏導(dǎo)數(shù)確定所述待定截留區(qū)域網(wǎng)格中的截留區(qū)域網(wǎng)格；采用本發(fā)明的技術(shù)方案基于流域數(shù)字高程模型進(jìn)行地形特征分析，并引入高分辨率的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，能夠有效得到待分析流域地形高精確度的地形特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地形特征分析領(lǐng)域，具體涉及一種基于渦旋參數(shù)的流域地形截留區(qū)域確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水文模擬研究及相關(guān)領(lǐng)域中，由DEM(Digital Elevation Model)提取地形特征的研究大約始于20世紀(jì)60年代，研究的高峰期出現(xiàn)在80～90年代前后；關(guān)于流域特征信息的提取與分類研究中，80年代之前的工作范疇主要局限于分水線和山谷的識別與提取；之后的十年間，技術(shù)水平的顯著發(fā)展使得河網(wǎng)、流域邊界以及子流域劃分日漸成熟；近年來，水文模擬及相關(guān)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)工作又由以往提取單一性流域地形特征，即流域中所有面元的特征構(gòu)成整體流域唯一性特征，如河網(wǎng)、分水線等，轉(zhuǎn)到了分布式子流域特征(distributed subcatchment properties)的提取研究，即流域控制范圍內(nèi)的每個(gè)面元的特征取值都可以依照自身測繪、地質(zhì)工作給出的等客觀量予以定義，可以通過數(shù)據(jù)降維以求得整個(gè)流域的代表性取值，例如子流域長度、坡度、坡向、河網(wǎng)密度等具體特征指標(biāo)量的研究分析以及實(shí)際計(jì)算。

關(guān)于分布式子流域特征的計(jì)算方法較多，包括現(xiàn)有的基于谷點(diǎn)識別的方法，該方法存在會生出許多不連續(xù)的河道片段的問題，產(chǎn)生非單網(wǎng)格寬的河網(wǎng)，使用該方法提取的河網(wǎng)有可能在其垂直于水流方向上占有2個(gè)或2個(gè)以上的網(wǎng)格，影響地形特征分析結(jié)果精確性；目前，應(yīng)用最廣泛的方法仍然是提取流域特征的TOPAZ(TopograghicParameterization)方法，該方法中生成河網(wǎng)采用的是D8法，該方法難以得到流域的精細(xì)化地形特征，以及高分辨率的降雨預(yù)報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于渦旋參數(shù)的流域地形截留區(qū)域確定方法及系統(tǒng)，其目的是利用流域的數(shù)字高程模型和流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型將待分析流域網(wǎng)格化，并基于網(wǎng)格的土地利用類型和網(wǎng)格的渦旋參數(shù)確定待分析流域的截留特征區(qū)域，從而得到精確的流域截留特征區(qū)域的地形特征信息。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于渦旋參數(shù)的流域地形截留區(qū)域確定方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括：

將待分析流域的數(shù)字高程模型的網(wǎng)格與待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的網(wǎng)格相匹配確定待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格中包含的待分析流域的數(shù)字高程模型網(wǎng)格；

根據(jù)待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格的土地利用類型確定待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格包含的數(shù)字高程模型網(wǎng)格中的待定截留區(qū)域網(wǎng)格；

根據(jù)所述待定截留區(qū)域網(wǎng)格的垂直渦度和地表高程變化矢量的Y軸分量在Z軸的偏導(dǎo)數(shù)確定所述待定截留區(qū)域網(wǎng)格中的截留區(qū)域網(wǎng)格。

優(yōu)選地，所述根據(jù)待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格的土地利用類型確定待分析流域的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格包含的數(shù)字高程模型網(wǎng)格中的待定截留區(qū)域網(wǎng)格，包括：

若數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格的土地利用類型是山地類型，則該數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格中數(shù)字高程模型網(wǎng)格為待定截留區(qū)域網(wǎng)格；

否則，該數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格中數(shù)字高程模型網(wǎng)格為非待定截留區(qū)域網(wǎng)格；

所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格的土地利用類型是山地類型的判斷依據(jù)為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型網(wǎng)格內(nèi)存在垂直海拔標(biāo)值分量大于200的數(shù)字高程模型網(wǎng)格。