一种污染物空间展布的验证方法
【专利摘要】本发明涉及一种污染物空间展布的验证方法，它利用GIS工具，对1kmDEM进行河网数字化；将监测站点的经纬度坐标与分布式计算单元耦合起来，即在空间单元中监测站点位于哪个计算单元编码内，将该编码定义为监测站点；运行水质模型，输出某一特定编码的污染物信息，例如，输出监测站点编码污染物信息；利用监测站点的污染物实测信息(如：污染物浓度)与模型输出成果对比；将偏差数据反馈于模型参数，反复校核输出端口信息的准确性，直至输出成果与实测数据相匹配；它利用监测站点的经纬度坐标，与水质模型的分布式计算单元耦合，利用监测站点的实测数据，验证端口污染物的输出信息，它具有能够满足实时、方便、准确的要求等优点。
【专利说明】一种污染物空间展布的验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污染物空间展布的验证方法。
【背景技术】
[0002]分布式水质模型是基于分布式水文模型的污染物空间分布模拟方法，区别于分形法、混沌法等数理统计方法，是具有物理机制的模型，其重要的输出成果即是分布式计算单元内所包含的信息。模型输出成果的准确性依靠输出端口的验证数据。但是没有对无分布式模型输出成果进行验证方法，从而导致输出成果数据的不确定性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种污染物空间展布的验证方法，它利用监测站点的经纬度坐标，与水质模型的分布式计算单元耦合，利用监测站点的实测数据，验证端口污染物的输出信息，它具有能够满足实时、方便、准确的要求等优点。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]本发明所述的一种污染物空间展布的验证方法，采用如下技术方案:
[0006]步骤一:利用GIS工具，对IkmDEM(数字高程模型)进行河网数字化；运用Pfafstetter流域编码规则进行“计算单元”编码；其具体步骤如下:
[0007](I)收集栅格型数字高程模型(DEM)、实测河网、监测站点经纬度及污染物信息、下垫面类型等信息；
[0008](2)将DEM转换为等面积投影，利用GIS软件对DEM数据进行填洼、生成流向并提取河道信息；
[0009](3)利用实测河网修正DEM,获取计算单元面积信息；根据Pfafstetter流域编码方法对子流域进行编码；
[0010]步骤二:将监测站点的经纬度坐标与分布式计算单元耦合起来，即“在空间单元中监测站点位于哪个计算单元编码内，将该编码定义为监测站点”;其具体步骤如下:
[0011](I)将经纬度坐标通过转投影工具，与上述流域编码耦合起来，即确定监测站点的流域编码；
[0012]步骤三:运行水质模型，输出某一特定编码的污染物信息，例如，输出监测站点编码污染物信息；
[0013]步骤四:利用监测站点的污染物实测信息(如:污染物浓度)与模型输出成果对t匕；将偏差数据反馈于模型参数，反复校核输出端口信息的准确性，直至输出成果与实测数据相匹配；其具体步骤如下:
[0014](I)运行分布式水质模型，输出监测站点流域编码的污染物信息，与同时间尺度下的监测站点实测数据进行比对；
[0015](2)将相对误差、均方误差作为监测数据与模型输出结果匹配程度的指标，并设置合理阈值，反馈于模型；
[0016](3)模型对参数变量进行调整，重新输出监测站点流域编码的污染物信息，如此反复，直至输出结果与实测结果匹配为止。
[0017]采用上述结构后，本发明有益效果为:本发明所述的一种污染物空间展布的验证方法，它利用监测站点的经纬度坐标，与水质模型的分布式计算单元耦合，利用监测站点的实测数据，验证端口污染物的输出信息，它具有能够满足实时、方便、准确的要求等优点。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明作进一步的说明。
[0019]本发明所述的一种污染物空间展布的验证方法，采用如下技术方案:
[0020]步骤一:利用GIS工具，对IkmDEM(数字高程模型)进行河网数字化；运用Pfafstetter流域编码(引自贾仰文《“黄河流域水资源演变规律与二元演化模型”研究成果简介》)规则进行“计算单元”编码；其具体步骤如下:
[0021](I)收集栅格型数字高程模型(DEM)、实测河网、监测站点经纬度及污染物信息、下垫面类型等信息；
[0022](2)将DEM转换为等面积投影，利用GIS软件对DEM数据进行填洼、生成流向并提取河道信息；
[0023](3)利用实测河网修正DEM,获取计算单元面积信息；根据Pfafstetter流域编码方法对子流域进行编码；
[0024]步骤二:将监测站点的经纬度坐标与分布式计算单元耦合起来，即“在空间单元中监测站点位于哪个计算单元编码内，将该编码定义为监测站点”;其具体步骤如下:
[0025](I)将经纬度坐标通过转投影工具，与上述流域编码耦合起来，即确定监测站点的流域编码；
[0026]步骤三:运行水质模型，输出某一特定编码的污染物信息，例如，输出监测站点编码污染物信息；
[0027]步骤四:利用监测站点的污染物实测信息(如:污染物浓度)与模型输出成果对t匕。将偏差数据反馈于模型参数，反复校核输出端口信息的准确性，直至输出成果与实测数据相匹配；其具体步骤如下:
[0028](I)运行分布式水质模型，输出监测站点流域编码的污染物信息，与同时间尺度下的监测站点实测数据进行比对；
[0029](2)将相对误差、均方误差作为监测数据与模型输出结果匹配程度的指标，并设置合理阈值，反馈于模型；
[0030](3)模型对参数变量进行调整，重新输出监测站点流域编码的污染物信息，如此反复，直至输出结果与实测结果匹配为止。
[0031]本发明所述的一种污染物空间展布的验证方法，它利用监测站点的经纬度坐标，与水质模型的分布式计算单元耦合，利用监测站点的实测数据，验证端口污染物的输出信息，它具有能够满足实时、方便、准确的要求等优点。
[0032]以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
【权利要求】
1.一种污染物空间展布的验证方法，其特征在于:采用如下技术方案: 步骤一:利用GIS工具，对IkmDEM(数字高程模型)进行河网数字化；运用Pfafstetter流域编码规则进行“计算单元”编码；其具体步骤如下: (1)收集栅格型数字高程模型(DEM)、实测河网、监测站点经纬度及污染物信息、下垫面类型等信息； (2)将DEM转换为等面积投影，利用GIS软件对DEM数据进行填洼、生成流向并提取河道信息； (3)利用实测河网修正DEM，获取计算单元面积信息；根据Pfafstetter流域编码方法对子流域进行编码； 步骤二:将监测站点的经纬度坐标与分布式计算单元耦合起来，即在空间单元中监测站点位于哪个计算单元编码内，将该编码定义为监测站点；其具体步骤如下: (I)将经纬度坐标通过转投影工具，与上述流域编码耦合起来，即确定监测站点的流域编码； 步骤三:运行水质模型，输出某一特定编码的污染物信息，例如，输出监测站点编码污染物信息； 步骤四:利用监测站点的污染物实测信息(如:污染物浓度)与模型输出成果对比；将偏差数据反馈于模型参数，反复校核输出端口信息的准确性，直至输出成果与实测数据相匹配；其具体步骤如下: (1)运行分布式水质模型，输出监测站点流域编码的污染物信息，与同时间尺度下的监测站点实测数据进行比对； (2)将相对误差、均方误差作为监测数据与模型输出结果匹配程度的指标，并设置合理阈值，反馈于模型； (3)模型对参数变量进行调整，重新输出监测站点流域编码的污染物信息，如此反复，直至输出结果与实测结果匹配为止。
【文档编号】G06F17/50GK104268334SQ201410488002
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】贺华翔, 牛存稳, 周祖昊, 贾仰文, 胡鹏, 柴福鑫, 谢新民, 陈星宇 申请人:中国水利水电科学研究院