[發(fā)明專利]一種像元尺度上流域水資源可獲取性方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810814798.1
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108959629A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆妍;胡寶清;黃凱燕;王鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 閆妍
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種像元尺度上流域水資源可獲取性方法，包含如下步驟：區(qū)域水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、區(qū)域自然水系提取、自然水系提取驗證、區(qū)域水資源可獲取性模型建立、區(qū)域水資源可獲取性數(shù)據(jù)分析；本發(fā)明的有益效果在于，通過考慮自然水系、空間格元，得到研究區(qū)像元尺度的水資源可獲取性難易程度，能直觀地表現(xiàn)出流域內(nèi)水資源可獲取性的空間差異。像元尺度的水資源可獲取性可以推動農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理，如農(nóng)田灌溉、引水規(guī)劃，以及為居民用水管理等提供更有參考價值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為微觀決策者實踐和管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地理領(lǐng)域，尤其涉及一種像元尺度上流域水資源可獲取性 方法。

背景技術(shù)

水資源的供需、開發(fā)利用與水環(huán)境保護的矛盾日益突出，制約著流域 水資源利用的可持續(xù)發(fā)展。因此，亟需對流域水資源利用開展有效評價。 前期研究多圍繞承載力、脆弱性、壓力和稀缺性等方面，對區(qū)域水資源可 持續(xù)利用開展評價研究，然而流域水資源空間配置尚未得到有效解決。部 分研究使用分布式水文模型，揭示流域水資源運移過程和空間格局，但是 對水資源利用空間信息的反映不夠精確。

目前，有學(xué)者提出水資源可獲取性概念，指在不考慮水循環(huán)和水資源 利用目的的條件下，流域任一格元水資源獲取的難易程度。通過分析水可 獲取性的影響因素，如徑流、取水距離和高差等，建立水資源可獲取性評 價模型，計算流域內(nèi)任意像元的取水難易程度。得到小尺度上精確的水資 源空間分布信息，為流域水資源精細(xì)管理和利用提供科學(xué)依據(jù)。然而，水 可獲取性模型對于特定的河流系統(tǒng)存在區(qū)域差異，且在時空尺度上變化較大，只有針對性分析徑流產(chǎn)生過程和水文體系變化來識別特定流域的有效 水資源可獲取性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提供一種像元尺度上流域水資源可獲取性方法，以解 決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種像元尺度上流域水資 源可獲取性方法，包括如下步驟：

步驟1，區(qū)域水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集：從官方數(shù)據(jù)庫采集區(qū)域的數(shù)字高 程模型(DEM)；

步驟2，區(qū)域自然水系提取：根據(jù)數(shù)字高程模型(DEM)提取區(qū)域自 然水系的柵格河網(wǎng)；

步驟3，自然水系提取驗證：根據(jù)區(qū)域內(nèi)匯流累積量確定集水面積閾 值，以此擬合自然水系趨勢線，并與實際水利日志數(shù)據(jù)進行比較以驗證水 系的柵格河網(wǎng)數(shù)據(jù)可靠性；

步驟4，區(qū)域水資源可獲取性模型建立：根據(jù)空間中水的坡度、相對 高度、年徑流量和距河道距離數(shù)據(jù)，并對參數(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立區(qū)域 的水資源可獲取性模型；

步驟5，區(qū)域水資源可獲取性數(shù)據(jù)分析：根據(jù)步驟3建立的水資源可 獲取性模型，計算區(qū)域內(nèi)每個柵格點的水資源可獲取性。

優(yōu)選的是，步驟2包括如下步驟：

步驟2.1，生成區(qū)域內(nèi)無洼地數(shù)字高程模型(DEM)；

步驟2.2，根據(jù)無洼地數(shù)字高程模型(DEM)計算區(qū)域內(nèi)水流方向和 匯流累積量；

步驟2.3，根據(jù)不同的匯流累積量提取區(qū)域內(nèi)的自然水系。

優(yōu)選的是，所述的水資源可獲取性模型：

其中，W為水資源可獲取性綜合指數(shù)，W_i(i＝1,2,3,4)分別為S、H、R和D引起的水資源可獲取性分量；β為區(qū)域擬合系數(shù)，S為坡度，H為 單元點跟河流的相對高差，R為河流徑流量，D為單元點到河流的距離， β₁，β₂，β₃，β₄分別為S，H，R，D的區(qū)域擬合系數(shù)。

優(yōu)選的是，所述的河流徑流量采用如下公式：