[發明專利]一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法

在審

• 申請號: 202110024602.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112734920A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 嚴登華;楊裕恒;翁白莎;李蒙;滿子豪;于志磊;牛永振;宮曉艷;嚴登明
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06F30/27;G06F111/10
• 代理公司: 鄭州亦鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 41188
• 代理人: 張夏謙

1.一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：該方法首先將水文流域劃分為幾個子流域并基于數據集將流域劃分為多個流域水文計算單元，并通過植被變化獲得多期流域水文計算單元數據，然后對流域水文計算單元的子流域和多期水文計算單元數據“相交”處理，并將處理結果作為計算單位，通過重新編碼以完成參數傳遞，所述編碼基于計算單元的平均海拔高度完成；在子流域內，參數從高海拔計算單元傳遞到低海拔計算單元，并進一步傳遞到子流域出口；最后通過模型驗證操作確認和優化上述劃分方法。

2.根據權利要求1所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：將水文流域劃分為幾個子流域時以研究目的為首要劃分依據。

3.根據權利要求1所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：將水文流域劃分為幾個子流域的劃分方法包括Horton，Strahler，Shreve和Pfafstetter方法，或基于DEM的子流域劃分方法。

4.根據權利要求1所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：所述數據集的獲取方法為：直接采用現有數據集、通過遙感技術獲得數據集、通過野外調查獲得數據集。

5.根據權利要求1所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：對流域水文計算單元子流域和多期水文計算單元數據相交處理時，基于氣候變化因素的影響和流域水文計算單元不同時期的差異，得到不同的計算單位。

6.根據權利要求1所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：所述模型驗證操作包括模型選擇、植被垂直帶獲取、模型評價和驗證操作。

7.根據權利要求6所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：所述模型選擇的標準為：模型能夠對參數進行估計或計算，能夠將空間離散成小流域，能夠反映流域水文過程的空間變異性，能夠建立了子流域之間的拓撲關系；能夠基于海拔高度的影響將流域劃分為若干個等高帶，并允許子流域嵌套等高帶作為最小計算單位；最后基于水文計算單元劃分方法對選定模型進行改進。

8.根據權利要求6所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：所述植被垂直帶獲取，通過現場調查和遙感觀測對植被垂直帶進行劃分，或基于監督分類中的最大似然監督分類提取植被垂直帶。

9.根據權利要求6所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：所述模型評價包括定量驗證標準和定性驗證方式；所述定量驗證標準采用Nash效率系數和相關系數方法；納什效率系數和均方根誤差分別定義為：

其中，Nash是納什效率系數；Q_oi是觀測到的徑流；Q_si是模擬徑流；是觀測到的徑流的平均值；R_m均方根誤差是模擬值和觀測值之差的平方根的均方根。

10.根據權利要求6所述的一種能夠提升水文模型模擬準確性的高山流域水文計算單元劃分方法，其特征在于：在驗證操作中，通過模型模擬效果、Nash值等對改進模型的有效性和模擬效率進行評價，實現對于水文計算單元劃分方法的確認和優化反饋。