[發明專利]一種流域植被水文響應的三維可視化裝置

在審

• 申請號: 201910143643.4
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109829031A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王文川;袁秀忠;徐冬梅;李娟芳
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/904
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

1.一種流域植被水文響應的三維可視化裝置，其特征在于，包括數據采集模塊(1)、數據處理模塊(2)、數據存儲模塊(3)、三維數據轉換模塊(4)、三維可視化計算模塊(5)和顯示模塊(6)；

所述數據采集模塊(1)用于采集水域植被水文數據，并對數據做初步處理，得到初級數據，并將初級數據發送到數據處理模塊(2)；

所述數據處理模塊(2)用于接收數據采集模塊(1)發送的初級數據，對初級數據進行去噪處理，得到二級數據，并將二級數據發送到所述數據存儲模塊(3)進行存儲；

所述三維數據轉換模塊(4)從所述數據存儲模塊(3)中調取二級數據，對數據進行分類處理，并將分類后的數據轉換為二進制的形式發送到三維可視化計算模型；

所述三維可視化計算模型接收所述三維數據轉換模塊(4)發送的二進制數據，并對數據進行柵格計算，形成網格節點，生成并輸出每個網格結點的植被特征和水文特征，將植被特征和水文特征發送到所述顯示模塊(6)；

所述顯示模塊(6)根據所述三維可視化計算模塊(5)輸出的植被特征和水文特征進行植被三維可視化顯示。

2.根據權利要求1所述的流域植被水文響應的三維可視化裝置，其特征在于，所述數據采集模塊(1)為地理信息系統GIS和衛星地圖RS，所述地理信息系統GIS和衛星地圖RS獲取選取的流域空間分布的植被信息和水文信息，所述植被信息和水文信息包括流域內的水系、植被、土壤特征、土地利用狀況、淺層地下水流和深層土壤水量。

3.根據權利要求2所述的流域植被水文響應的三維可視化裝置，其特征在于，所述三維數據轉換模塊(4)包括Topmodel模型、SWAT模型和SVAT模型；

所述Topmodel模型用來對流域內的水文數據進行處理和轉化，模型的基本方程如下：

其中，A為流域面積，為為流域內的平均流量，D_i為流域內每一點的缺水量與流量的關系，為地形指數，α為單位等值線內的上坡匯水面積，tanβ為網格的平均坡度，Te為土壤導水系數，To為土壤剛飽和時的傳到度，m為土壤下滲率呈指數衰減的速率參數，Ln是指網格的平均坡度，所述地理信息系統GIS可自動生成數字河網；

所述SWAT模型，利用GIS和RS技術獲取的空間信息，模擬復雜大流域中多種不同的水溫物理過程，包括水、沙、化學物質的轉移和轉化過程；

所述SVAT模型，用來模擬大氣水、植被水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互關系。

4.根據權利要求1所述的流域植被水文響應的三維可視化裝置，其特征在于，所述三維可視化計算模塊(5)包括水文數據計算單元、植被數據計算單元和地形數據計算單元。

5.根據權利要求2所述的流域植被水文響應的三維可視化裝置，其特征在于，所述植被信息包括植被類型、植被高度以及植被密度。