[發明專利]一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法

在審

• 申請號: 202310361811.3
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116385589A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 周艷;李大洋;梁忠民;李彬權;陳露露;汪正飛;唐伯平
• 申請（專利權）人: 鹽城師范學院;鹽城工學院;河海大學
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06T17/05;G06F16/11;G06F30/20
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1.一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，選取某個以蓄滿產流為主的研究區域，收集目標流域的氣象、水文及地形資料。提取目標流域的數字高程模型(DEM)，并將DEM柵格數據轉換為ASCII碼文本文件，計算流域面平均降水和潛在蒸散發；

步驟2，根據目標流域DEM的ASCII碼數據計算網格地形指數；

步驟3，根據地形指數結果計算廣義地形指數；

步驟4，根據TOPMODEL模型中土壤缺水量與地形指數之間的聯系，推導并建立土壤蓄水容量與廣義地形指數之間的數學關系；

步驟5，建立基于廣義地形指數的蓄水容量分布曲線，進行流域蓄滿產流計算，從而得到目標流域產流的時空分布。

2.如權利要求1所述的一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法，其特征在于，所述步驟1中，采用ArcGIS軟件提取目標流域的DEM，包括以下步驟：

步驟1.1，DEM數據下載；

步驟1.2，DEM填洼；

步驟1.3，計算水流流向；

步驟1.4，計算匯流累計量；

步驟1.5，確定流域出口站點；

步驟1.6，提取目標流域DEM柵格數據；

步驟1.7，將目標流域DEM柵格數據轉換為ASCII碼文本文件。

3.如權利要求1所述的一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法，其特征在于，所述步驟2中，地形指數的計算步驟包括：

步驟2.1，R語言加載“topmodel”包；

步驟2.2，根據目標流域的DEM文本文件，采用“topidx”程序進行地形指數計算，計算代碼為：

topidx(DEM,resolution)

其中，DEM為目標流域的數字高程模型文本文件，resolution為目標流域DEM的分辨率，以米(m)進行表示。

4.如權利要求1所述的一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法，其特征在于，所述步驟2.2中，地形指數TWI的計算公式為：

TWI＝ln(α/tanβ)

式中，α為流經流域坡面上某點的單位等高線長的匯水面積，反映徑流在流域中的累積趨勢；tanβ為該點對應的坡度角，反映重力下徑流順坡移動的趨勢。

5.如權利要求1所述的一種基于廣義地形指數的蓄水容量及蓄滿產流空間分布描述方法，其特征在于，所述步驟3中，廣義地形指數GTWI是由對地形指數的土壤水力傳導度衰減函數改進而得，其計算公式為：

GTWI＝(α/tanβ)^γ

式中，γ為冪參數，γ≠0。因此，廣義地形指數與地形指數的關系為：GTWI＝e^TWI·γ，e為常數。