[發明專利]洪水預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202111020540.2
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113762615A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 楊漢波;楊文聰;楊大文
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/29;G06K9/62;G06T17/20
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 唐德君

本申請涉及一種洪水預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：通過將研究區域內包含的多個流域在地理上進行網格化處理，確定每個網格中心的季節性指標，進而根據所有網格中心的季節性指標之間的相似度，將所有網格劃分為多個同質性區域，而后針對每一個同質性區域，基于同質性區域內第一類流域的歷史洪水數據，訓練出同質性區域的洪水預測模型，最后，將第二類流域的氣象特征以及下墊面特征輸入與待預測流域所屬同質性區域對應的洪水預測模型，獲得第二類流域的洪水頻率。采用本方法，以季節性指標為基準劃分同質性區域時，能夠更加準確地劃分同質性區域，從而提升洪水預測模型的預測結果的準確性。

技術領域

本申請涉及氣象水文技術領域，特別是涉及一種洪水預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

隨著水利技術的發展，在對防洪水工建筑物進行設計時，需要考慮可能發生的洪水大小來作為重要設計依據，因此需要對流域的洪水進行預測。但目前全球范圍內徑流觀測站點空間分布稀疏、覆蓋年限短，中國境內中小河流的觀測尤為缺乏，洪水預測較為困難。

傳統技術中，采用區域洪水頻率分析法，對無洪水資料或洪水資料匱乏的流域的洪水頻率進行預測。該分析法首先根據流域的氣象特征以及下墊面特征將不同流域劃分為多個水文同質性區域。針對某一個水文同質性區域建立一個以流域氣象(如降水)、下墊面特征(如流域平均高程)作為輸入的洪水預測模型，最后使用該模型，對該水文同質性區域內，無洪水資料或洪水資料匱乏的流域進行洪水預測。

然而，傳統技術中僅考慮了不同流域之間在氣象及下墊面方面的相似度，但氣象及下墊面并不能完全、嚴格地代表對應流域的洪水特征的實際情況，基于此實現的洪水預測模型的預測準確度較低。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提升洪水預測準確度的洪水預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種洪水預測方法，所述方法包括：

將研究范圍內包含的多個流域在地理上進行網格化處理，確定每個網格中心的季節性指標；季節性指標包括網格中心的洪水平均發生時間以及網格中心的洪水發生集中度；

根據所有網格中心的季節性指標兩兩之間的相似度，將所有網格劃分為多個同質性區域；

針對每一個同質性區域，基于同質性區域內第一類流域的歷史洪水數據訓練同質性區域的洪水預測模型；第一類流域為多個流域中，滿足歷史數據記錄量條件的流域；

將第二類流域的氣象特征以及下墊面特征輸入與第二類流域所屬同質性區域對應的洪水預測模型，獲得第二類流域的洪水頻率；第二類流域為多個流域中，不滿足歷史數據記錄量條件的流域。

在其中一個實施例中，確定每個網格中心的季節性指標，包括：根據第一類流域的歷史洪水記錄計算第一類流域的幾何中心的季節性指標；根據第一類流域的幾何中心的季節性指標計算所有網格中心的季節性指標。

在其中一個實施例中，根據第一類流域的歷史洪水記錄計算第一類流域的幾何中心的季節性指標，包括：基于弧度制數值處理算法對第一類流域的多個實際洪水發生時間進行轉化，獲得多個弧度制數值，并根據多個弧度制數值確定第一類流域的幾何中心的的洪水平均發生時間；根據多個弧度制數值確定第一類流域的幾何中心的洪水發生集中度；洪水發生集中度用于表征一個觀測周期內第一類流域在單個時間點內發生洪水的概率。

在其中一個實施例中，根據多個弧度制數值確定第一類流域的幾何中心的洪水平均發生時間，包括：分別對多個弧度制數值進行余弦運算，獲得多個余弦值，對多個余弦值進行求和運算，獲得第一運算值；分別對多個弧度制數值進行正弦運算，獲得多個正弦值，對多個正弦值進行求和運算，獲得第二運算值；根據第一運算值和第二運算值確定第三運算值，對第三運算值進行反正切運算，獲得第一類流域的幾何中心的洪水平均發生時間。