[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于模擬仿真技術(shù)的邊坡水土流失量預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210365728.9
• 申請(qǐng)日: 2022-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114840979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳垚;江世雄;李熙;陳國(guó)偉;王重卿;翁孫賢;方克艷;張建勛;吳文庚;陳鴻;龔建新;車(chē)艷紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 35001
• 代理人: 林朝熙

本發(fā)明涉及一種基于模擬仿真技術(shù)的邊坡水土流失量預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：預(yù)先構(gòu)建第一實(shí)體模型和第二實(shí)體模型；對(duì)第一實(shí)體模型進(jìn)行人工降雨實(shí)驗(yàn)，得到水土流失模擬值；對(duì)第二實(shí)體模型進(jìn)行人工降雨實(shí)驗(yàn)，得到水土流失實(shí)測(cè)值；利用時(shí)空地理加權(quán)回歸模型分別對(duì)水土流失模擬值和水土流失實(shí)測(cè)值作回歸擬合，得到第一擬合結(jié)果和第二擬合結(jié)果；若第一擬合結(jié)果與第二擬合結(jié)果的差值小于閾值，則將得到的時(shí)空地理加權(quán)回歸模型作為水土流失量預(yù)測(cè)模型進(jìn)行水土流失量預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于模擬仿真技術(shù)的邊坡水土流失量預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于水土流失量預(yù)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

輸變電工程在建設(shè)過(guò)程中會(huì)擾動(dòng)大量土地，造成大量水土流失。對(duì)于建設(shè)在紅壤山丘區(qū)的塔基，因所處地勢(shì)存在一定的坡度，塔基處開(kāi)挖的土方及剝離的表土容易順坡而下，造成較嚴(yán)重的水土流失情況。需要分析不同條件下(降雨強(qiáng)度、土壤類(lèi)型等)的水土流失特征和規(guī)律，為輸變電工程的水土保持設(shè)計(jì)與施工管理模式提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)。為此，需要一種能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)紅壤區(qū)輸變電工程塔基邊坡水土流失量的方法。

時(shí)空地理加權(quán)回歸模型(GTWR模型)通過(guò)在空間維度的基礎(chǔ)上引入時(shí)間維度信息,相較于傳統(tǒng)地理加權(quán)回歸與多元線性回歸能更好地揭示回歸系數(shù)的時(shí)空異質(zhì)性規(guī)律。因此廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域，如空氣污染物預(yù)測(cè)、住宅價(jià)格影響因素分析。

專(zhuān)利CN113987778A《一種基于野外站點(diǎn)的水土流失模擬值時(shí)空加權(quán)校正方法》公開(kāi)了以下步驟：①獲取水土流失影響因素的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并利用CSLE模型計(jì)算區(qū)域動(dòng)態(tài)水土流失模擬值；②獲取并處理水土流失監(jiān)測(cè)站于該區(qū)域的水土流失實(shí)際測(cè)量值；③利用時(shí)空地理加權(quán)模型對(duì)模擬值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行回歸擬合，并通過(guò)啟發(fā)式智能優(yōu)化算法得到土壤侵蝕模數(shù)校正模型；④校正模型的精度檢驗(yàn)。該發(fā)明所構(gòu)建的GTWR模型中將模擬值作為自變量，測(cè)量值作為因變量，進(jìn)行局部回歸擬合得到土壤侵蝕模數(shù)校正模型，缺點(diǎn)在于需要通過(guò)野外水土流失監(jiān)測(cè)站獲取該區(qū)域水土流失實(shí)際測(cè)量值，對(duì)于不具備野外站點(diǎn)的區(qū)域，該方法可能無(wú)法使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于模擬仿真技術(shù)的邊坡水土流失量預(yù)測(cè)方法體系，通過(guò)建立模擬待預(yù)測(cè)地點(diǎn)地形的第二實(shí)體模型，無(wú)需前往野外站點(diǎn)獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，有效控制了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和縮短了實(shí)驗(yàn)周期，可以快速、高效得到不同水文條件下輸變電工程水土流失情況。同時(shí)可構(gòu)建適應(yīng)不同水土流失狀況的實(shí)體模型進(jìn)行水土流失量校正，從而大幅度降低了影響水土流失量的估計(jì)偏差，提高模型擬合效果。

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

技術(shù)方案一：

一種基于模擬仿真技術(shù)的邊坡水土流失量預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

預(yù)先構(gòu)建第一實(shí)體模型和第二實(shí)體模型；

對(duì)第一實(shí)體模型進(jìn)行人工降雨實(shí)驗(yàn)，得到水土流失模擬值；

對(duì)第二實(shí)體模型進(jìn)行人工降雨實(shí)驗(yàn)，得到水土流失實(shí)測(cè)值；

利用時(shí)空地理加權(quán)回歸模型分別對(duì)水土流失模擬值和水土流失實(shí)測(cè)值作回歸擬合，得到第一擬合結(jié)果和第二擬合結(jié)果；若第一擬合結(jié)果與第二擬合結(jié)果相似，則將得到的時(shí)空地理加權(quán)回歸模型作為水土流失量預(yù)測(cè)模型進(jìn)行水土流失量預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步地，所述第一實(shí)體模型為徑流槽。

進(jìn)一步地，所述第二實(shí)體模型為野外地形模型。

進(jìn)一步地，構(gòu)建所述第二實(shí)體模型，包括如下步驟：

獲取野外地形的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)，打印模型殼體；

利用所述模型殼體對(duì)土壤進(jìn)行塑形，塑形后的土壤為第二實(shí)體模型。

進(jìn)一步地，還包括：