[發(fā)明專(zhuān)利]一種流域非點(diǎn)源排放量自動(dòng)計(jì)算方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011486909.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112765531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊寅群;楊夢(mèng)斐;畢雪;王俊洲;林國(guó)俊;蔡金洲;成波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/10
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/10;G06Q50/26
• 代理公司: 深圳至誠(chéng)化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發(fā)明提供了一種流域非點(diǎn)源排放量自動(dòng)計(jì)算方法和系統(tǒng)，其中，所述方法包括流域范圍自動(dòng)劃分、流域與行政區(qū)劃自動(dòng)匹配、非點(diǎn)源模型構(gòu)建、統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)爬取、排污系數(shù)庫(kù)構(gòu)建、非點(diǎn)源自動(dòng)計(jì)算、污染源排放量結(jié)果分配等過(guò)程。所述的系統(tǒng)包括客戶端用于確定要計(jì)算的時(shí)間和范圍，并進(jìn)行非點(diǎn)源計(jì)算結(jié)果的展現(xiàn)、提供查詢服務(wù)；數(shù)據(jù)庫(kù)包括DEM數(shù)據(jù)庫(kù)、行政區(qū)空間數(shù)據(jù)庫(kù)、排污系數(shù)庫(kù)、模型庫(kù)。其中空間分析和數(shù)據(jù)爬取模塊包括流域劃分子模塊、行政區(qū)匹配子模塊，年鑒爬取子模塊。通過(guò)本發(fā)明，能形成自動(dòng)化的流域非點(diǎn)源排放量計(jì)算方法和查詢、展示系統(tǒng)，為非點(diǎn)源的核算提供支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污染源核算領(lǐng)域，特別涉及一種流域非點(diǎn)源排放量自動(dòng)計(jì)算方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

開(kāi)展水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理的根本目標(biāo)就是改善水環(huán)境質(zhì)量，其中的重要手段則是控制污染源，其中污染源的解析是控制污染源的基礎(chǔ)支撐。隨著我國(guó)水環(huán)境管理方案和管理目標(biāo)的不斷變化，流域非點(diǎn)源成為主要污染源。開(kāi)展非點(diǎn)源計(jì)算，已成為我國(guó)水環(huán)境治理的重要內(nèi)容。

非點(diǎn)源的污染過(guò)程受區(qū)域自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境等多種因素的影響，具有隨機(jī)性、分散性、隱蔽性、不確定性和模糊性等特點(diǎn)，一般包括農(nóng)村居民生活污水、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽散養(yǎng)污染、徑流沖刷污染等。非點(diǎn)源的計(jì)算，包括排放量和入河量。目前，主要采用排污系數(shù)法和機(jī)理模型法。排污系數(shù)法，方法簡(jiǎn)單，得到了大量的應(yīng)用。如楊水化等在《城市富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的外源污染負(fù)荷與貢獻(xiàn)解析——以武漢市后官湖為例》中，結(jié)合實(shí)測(cè)法、平均濃度法與排污系數(shù)法,構(gòu)建了農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖和城市徑流的非點(diǎn)源計(jì)算方法，進(jìn)行了流域非點(diǎn)源的計(jì)算。在排污系數(shù)法之外，專(zhuān)利《一種基于遙感像元的非點(diǎn)源污染計(jì)算方法，(CN102867120A)》，該方法通過(guò)構(gòu)建土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)和植被覆蓋度數(shù)據(jù)庫(kù)以遙感像元為基本計(jì)算單元，計(jì)算不同污染類(lèi)型下的各個(gè)非點(diǎn)源污染物指標(biāo)的溶解態(tài)非點(diǎn)源負(fù)荷和吸附態(tài)非點(diǎn)源負(fù)荷，這種方法傾向于應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行非點(diǎn)源計(jì)算。運(yùn)用機(jī)理模型對(duì)非點(diǎn)源污染進(jìn)行時(shí)空模擬是目前非點(diǎn)源污染研究的重要手段，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的非點(diǎn)源污染模型主要有ANSWERS、CREAMS、AGNPS、SWAT、HSPF和BASINS等，已有的非點(diǎn)源模型大都是針對(duì)小區(qū)域的精細(xì)模擬，率定出的參數(shù)和結(jié)果帶有較大的區(qū)域性，很難適用于大中尺度流域的負(fù)荷模擬。而像HSPF和BASINS等可用于大流域的模型卻又對(duì)參數(shù)的要求很高，且率定困難，不便于推廣和應(yīng)用。我國(guó)還處于非點(diǎn)源研究的初步階段，缺乏大尺度的監(jiān)測(cè)參數(shù)成果。因此，采用基于系數(shù)法定額非點(diǎn)源排放量計(jì)算具有更大的適應(yīng)性和可推廣性。但是，現(xiàn)有的技術(shù)，均需要大量的人工操作和手動(dòng)數(shù)據(jù)整理，參數(shù)查找速度慢、整理工作量巨大。一套能自動(dòng)化進(jìn)行非點(diǎn)源計(jì)算的方法，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種流域非點(diǎn)源排放量自動(dòng)計(jì)算方法和系統(tǒng)，可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種流域非點(diǎn)源排放量自動(dòng)計(jì)算方法，包括流域范圍自動(dòng)劃分、流域與行政區(qū)劃自動(dòng)匹配、非點(diǎn)源模型構(gòu)建、統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)爬取、排污系數(shù)庫(kù)構(gòu)建、非點(diǎn)源自動(dòng)計(jì)算、污染源排放量結(jié)果分配等步驟。

步驟1：在確定要進(jìn)行計(jì)算的河流和年份后，檢索區(qū)域范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，根據(jù)D8水文分析算法，進(jìn)行流域劃分，確定河流的流域范圍、水文計(jì)算單元；

步驟2：根據(jù)流域范圍，在全國(guó)地級(jí)市行政區(qū)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)空間切割的方式，得到流域范圍內(nèi)的地級(jí)市，包括地級(jí)市名稱(chēng)、范圍和面積等基本信息；

步驟3：根據(jù)排污系數(shù)法，研發(fā)城市生活源、農(nóng)村生活源、農(nóng)業(yè)種植源、畜禽養(yǎng)殖源、水產(chǎn)養(yǎng)殖源等非點(diǎn)源在內(nèi)的非點(diǎn)源核算模型，明確這些模型核算需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和系數(shù)；

步驟4：根據(jù)流域范圍內(nèi)的地級(jí)市，自動(dòng)檢索該地級(jí)市所在的省份的統(tǒng)計(jì)年鑒網(wǎng)站，根據(jù)所選年份，爬取流域范圍內(nèi)地級(jí)市當(dāng)年的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，獲得非點(diǎn)源排放量計(jì)算需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括，獲取城市人口、耕地面積、施肥量等相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；