[發明專利]一種基于地統計和優化算法的雨量站網布設方法

有效

• 申請號: 202110548904.8
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN112988853B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王妍;鄒曉濤;張新;雷健;劉建國;楊樸;沈玉亭;王雪嵐
• 申請（專利權）人: 北京市水利自動化研究所
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/29;G06N3/00;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

1.一種基于地統計和優化算法的雨量站網布設方法，其特征在于，包括：

步驟S101，采集模塊采集預設時間內目標區域已有雨量站網的實時監測數據；

步驟S102，所述采集模塊選取目標區域內空間分辨率最小的遙感日降雨產品作為雨量站網布設使用產品；

步驟S103，計算模塊根據所述采集模塊采集的日降雨數據和選取的遙感日降雨產品，進行Cokriging插值計算，并生成目標區域的降雨空間分布特性；

步驟S104，所述計算模塊根據目標區域的氣候帶、地形、土地利用和水文特征構建影響降雨的指標體系；

步驟S105，所述計算模塊基于GeoDetector的空間分層方法，對影響降雨的各個因素進行探測；

步驟S106，所述計算模塊選中對降雨的解釋力最大的因子或因子集作為分區依據，對目標區域進行分區，形成多個子區；

步驟S107，所述計算模塊設定目標區域的降雨量估計值，并設定降雨量估計值的目標偏差，同時，使用模擬退火算法生成各子區的候選站點位置；

步驟S108，所述計算模塊分別計算每個候選站點的信息熵；

步驟S109，輸出模塊根據預設信息熵取值范圍選取滿足條件的候選站點，并以此構建目標區域的雨量站網分布示意圖；

在所述步驟S107中，當所述計算模塊設定目標區域的降雨量估計值時，所述計算模塊根據所述目標區域的平均日降雨量B選取對應的降雨量估計值，所述計算模塊根據子區內各地點的日均溫度差異將各所述子區劃分出若干個預備站點，并分別將各所述預備站點的氣候影響參數、地形影響參數、土地利用影響參數和水文特征影響參數帶入降雨估計函數中，并根據函數計算值選取候選站點；

在進行降雨估計函數計算時，所述計算模塊通過將預備站點的日均空氣濕度E與各預設空氣濕度進行比對選取對應的氣候影響參數，當氣候影響參數選取完成后，所述計算模塊通過將預備站點的海拔高度F與各預設海拔高度進行比對選取對應的地形影響參數，當地形影響參數選取完成后，所述計算模塊通過將預備站點的土地利用率G與各預設土地利用率進行比對選取對應的土地利用影響參數，當土地利用影響參數選取完成后，所述計算模塊通過將預備站點的河流水位高度H與各預設河流水位高度進行比對選取對應的水文特征影響參數，當各所述影響參數均選取完成后，所述計算模塊通過將預備站點的日均溫度T與各預設日均溫度進行比對選取對應的調節系數對選取的各所述影響參數進行調節；

所述計算模塊在設定所述目標區域的降雨量估計值時，所述計算模塊將所述采集模塊采集到的所述目標區域的平均日降雨量B與各預設日降雨量進行比對，并根據比對結果選取對應的降雨量估計值；

當B＜B1時，所述計算模塊將A1作為降雨量估計值；

當B1≤B＜B2時，所述計算模塊將A2作為降雨量估計值；

當B2≤B＜B3時，所述計算模塊將A3作為降雨量估計值；

其中，B1為第一預設日降雨量，B2為第二預設日降雨量，B3為第三預設日降雨量，B1＜B2＜B3；A1為第一預設降雨量估計值，A2為第二預設降雨量估計值，A3為第三預設降雨量估計值，A1＜A2＜A3。

2.根據權利要求1所述的基于地統計和優化算法的雨量站網布設方法，其特征在于，所述計算模塊中還設置有目標偏差m,設定m為常數，0＜m＜1，所述計算模塊根據子區內各地點的日均溫度差異將各子區劃分出若干個預備站點，并分別將各所述預備站點帶入降雨估計函數中，并計算出因變量Y的值，當Y∈Ai±m時，所述計算模塊將該預備站點作為候選站點，其中Ai為選取的第i預設降雨量估計值，設定i=1,2,3；

所述計算模塊中設置有降雨估計函數，如下式所示，

Y=（a×0.3+b×0.2+c×0.1+d×0.4）×B

式中，Y為因變量，a、b、c、d為自變量，B為所述目標區域的平均日降雨量，其中，a為氣候影響參數,0＜a＜1，b為地形影響參數，0＜b＜1，c為土地利用影響參數，0＜c＜1，d為水文特征影響參數，0＜d＜1。