[發(fā)明專利]一種考慮湖泊水庫(kù)范圍的子流域劃分方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110459599.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN112906252B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉佳嘉;周祖昊;關(guān)銅壘;蔣云鐘;嚴(yán)子奇;王浩;楊永森;王坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國(guó)強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種考慮湖泊水庫(kù)范圍的子流域劃分方法，包括提取模擬河網(wǎng)；對(duì)湖泊水庫(kù)范圍進(jìn)行編輯，并根據(jù)湖泊水庫(kù)的范圍對(duì)湖泊水庫(kù)進(jìn)行編號(hào)；對(duì)每個(gè)湖泊水庫(kù)進(jìn)行處理，根據(jù)湖泊水庫(kù)內(nèi)的模擬河網(wǎng)將湖泊水庫(kù)范圍分割成數(shù)目不等的部分，每一部分相連通且由模擬河網(wǎng)分割開；以模擬河網(wǎng)出口柵格所在位置為起點(diǎn)，沿模擬河網(wǎng)柵格向上進(jìn)行溯源遍歷，按河段對(duì)流域進(jìn)行子流域劃分；對(duì)子流域編號(hào)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理獲取新的子流域編號(hào)，并根據(jù)各子流域的上下游關(guān)系生成子流域上下游屬性表。優(yōu)點(diǎn)是：將湖泊水庫(kù)單獨(dú)作為一個(gè)子流域進(jìn)行劃分，使得子流域內(nèi)水循環(huán)過程更加接近現(xiàn)實(shí)，使得水文模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水文模型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮湖泊水庫(kù)范圍的子流域劃分方法。

背景技術(shù)

子流域劃分是分布式水文模型構(gòu)建和應(yīng)用的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確的子流域劃分能很好的體現(xiàn)流域的水循環(huán)過程，然而常規(guī)的子流域劃分通常忽略湖泊水庫(kù)的存在，將其作為普通區(qū)域進(jìn)行子流域劃分，或者，將湖泊水庫(kù)作為山區(qū)與常規(guī)區(qū)域一并處理；這可能導(dǎo)致湖泊水庫(kù)被劃分在多個(gè)子流域中以及子流域劃分錯(cuò)誤等問題，這就造成與實(shí)際水循環(huán)過程不符的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終水文模擬結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮湖泊水庫(kù)范圍的子流域劃分方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種考慮湖泊水庫(kù)范圍的子流域劃分方法，包括如下步驟，

S1、以DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算流域內(nèi)各柵格流向和匯流累積量，并基于設(shè)定的河網(wǎng)閾值提取模擬河網(wǎng)；

S2、根據(jù)情況對(duì)湖泊水庫(kù)范圍進(jìn)行編輯，并根據(jù)湖泊水庫(kù)的范圍對(duì)湖泊水庫(kù)進(jìn)行編號(hào)；

S3、對(duì)每個(gè)湖泊水庫(kù)進(jìn)行處理，根據(jù)湖泊水庫(kù)內(nèi)的模擬河網(wǎng)將湖泊水庫(kù)范圍分割成數(shù)目不等的部分，每一部分相連通且由模擬河網(wǎng)分割開；

S4、以模擬河網(wǎng)出口柵格所在位置為起點(diǎn)，沿模擬河網(wǎng)柵格向上進(jìn)行溯源遍歷，按河段對(duì)流域進(jìn)行子流域劃分，并在遇到湖泊水庫(kù)柵格時(shí)，對(duì)湖泊水庫(kù)周圍的非河網(wǎng)柵格以及上游流入的河網(wǎng)柵格進(jìn)行子流域劃分并賦值子流域編號(hào)；

S5、對(duì)子流域編號(hào)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理獲取新的子流域編號(hào)，并根據(jù)各子流域的上下游關(guān)系生成子流域上下游屬性表。

優(yōu)選的，柵格流向采用D8算法計(jì)算得出，即將該柵格流向周邊8個(gè)柵格中坡度最陡的柵格的流向作為該柵格的流向；柵格的匯流累積量即為上游所有流入當(dāng)前柵格的柵格數(shù)量之和。

優(yōu)選的，河網(wǎng)閾值用于定義各個(gè)柵格是屬于河網(wǎng)柵格或坡面柵格，當(dāng)柵格的匯流累積量大于河網(wǎng)閾值，則將該柵格定義為河網(wǎng)柵格，否則將該柵格定義為坡面柵格；所有的所述河網(wǎng)柵格構(gòu)成模擬河網(wǎng)，所述河網(wǎng)閾值須保證提取的模擬河網(wǎng)在源頭區(qū)與實(shí)際河網(wǎng)源頭一致。

優(yōu)選的，步驟S2包括如下內(nèi)容，

S21、根據(jù)情況對(duì)湖泊水庫(kù)范圍進(jìn)行編輯；若存在同一條模擬河道出現(xiàn)從湖泊水庫(kù)范圍出去后，又再次進(jìn)入同一湖泊水庫(kù)的情況，則對(duì)湖泊水庫(kù)范圍矢量文件進(jìn)行編輯，移動(dòng)擴(kuò)大湖泊水庫(kù)邊界，將范圍外的模擬河道包括進(jìn)去，保證同一條模擬河道在湖泊范圍內(nèi)是連通的；若存在兩條模擬河道穿過湖泊水庫(kù)范圍，則對(duì)湖泊水庫(kù)范圍矢量文件進(jìn)行編輯，移動(dòng)縮小湖泊水庫(kù)邊界，使得只有一條模擬河道橫穿湖泊水庫(kù)范圍；若無(wú)上述情況，則不對(duì)湖泊水庫(kù)范圍進(jìn)行編輯；

S22、不同湖泊水庫(kù)采用從1開始依次增加的自然數(shù)進(jìn)行編號(hào)，以DEM柵格大小和圖層邊界為參數(shù)將矢量湖泊水庫(kù)轉(zhuǎn)成柵格格式，柵格值等于湖泊水庫(kù)的編號(hào)；

湖泊、水庫(kù)范圍指代的是水面范圍，且將湖泊和水庫(kù)混合在一起進(jìn)行編碼。

優(yōu)選的，步驟S3中的分割方式為，