[發明專利]基于GoogleEarth量測的小流域洪水簡便計算方法和系統

在審

• 申請號: 201810974076.2
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109238244A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 王曉惠;張洋;巫黎明;程春龍;石軍;潘曉春;沈旭偉
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01C5/00;G01B21/28;G01B21/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于GoogleEarth量測的小流域洪水簡便計算方法和系統，方法包括：步驟S1，通過GoogleEarth勾畫小流域區域邊界和主溝，量測獲取流域面積和主溝長度；步驟S2，實地測量主溝內特征地形位置的高程數據，計算主溝的縱比降、流域特征參數，并確定匯流參數；步驟S3，計算小流域洪水流量。本發明采用GoogleEarth量測流域面積和主溝長度，可有效回避地形圖獲取困難的問題，不再依靠地形圖來進行分析計算，大大降低了地形圖獲取的經濟、時間成本。

技術領域

本發明涉及水文勘測技術領域，具體涉及一種基于GoogleEarth量測的小流域洪水簡便計算方法和系統。

背景技術

小流域洪水計算在山丘區的工程防洪領域是常用的計算分析方法，且在無水文資料地區是目前唯一可用的分析計算方法。計算得到的洪峰流量，對防洪設施的設計及布置極其重要。

小流域洪水計算所需要的參數可以分為兩部分，一部分為暴雨參數，另一部分為下墊面參數。其中，下墊面參數的獲取方法可以分為兩類：傳統的地形圖讀取和數字高程模型獲取。

傳統的地形圖讀取方法常常采用1:10000、1:5000比例尺，甚至1:1000等更大比例尺的地形圖來勾畫小流域區域、主溝形態，量算小流域面積、主溝長度、主溝縱比降等。但地形圖獲取變得越來越困難，主要原因有二：1、因地形圖涉密管理，很難簡便、快速的獲得所需范圍的地形圖，而往往需要耗費大量的時間、精力，甚至需要經過多重政府許可，才能獲得已繪制成的地形圖；2、往往小流域洪水計算關注的區域范圍大于甚至遠大于工程的范圍，通過實測獲得小流域計算范圍的地形圖需要耗費大量的人力、物力、財力，大大的延長工期和增加成本。

隨著數字高程模型(DEM)的發展，傳統的地形圖方法逐漸被取代。目前流行的做法是在指定的網站上下載不同網格精度的數字高程數據，再通過專業軟件(如ArcGIS、MapGIS)的操作來獲取參數。雖然該方法得到了廣泛的應用，但專業軟件的安裝需要占用10G以上的內存，且正版軟件的購買費用極高，軟件的操作較為復雜，一般技術人員不易掌握。由于該方法沒有經過大量實踐的論證分析，目前工程技術人員對該方法存在爭論。

無論是傳統的地形圖讀取還是數字地形高程模型獲取的方法，都存在操作難度大、資源占用大、分析計算周期長的缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提出一種基于GoogleEarth量測的小流域洪水簡便計算方法和系統，解決了目前小流域計算中地形參數獲取不便的問題，能免去地形圖獲取、專業軟件操作的麻煩，從而快速、簡便的計算小流域洪水。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于GoogleEarth量測的小流域洪水簡便計算方法，其特征在于，包括：

步驟S1，通過GoogleEarth勾畫小流域區域邊界和主溝，量測獲取流域面積和主溝長度；

步驟S2，實地測量主溝內特征地形位置的高程數據，計算主溝的縱比降、流域特征參數，并確定匯流參數；

步驟S3，計算小流域洪水流量。

優選的，步驟S1中，采用GoogleEarth的量測工具去測量流域面積和主溝長度。

優選的，主溝的縱比降J計算公式為：

式中J為沿主溝的加權平均縱比降(‰)；L為主溝長度，即自分水嶺沿主河道至出口斷面的水平距離(單位：m)；Z₀，Z₁，Z₂，...，Z_n，自出口斷面起沿流程各特征地形位置的高程(單位：m)；L₁,L₂,...,L_n，各特征地形位置點相互間的距離(單位：m)，下標0，1，2，……，n代表特征地形位置點的標號。