水文模型输入数据的生成方法、系统及应用

本发明涉及地理信息模拟，尤其涉及一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。

背景技术：

1、水文模型指用模拟方法将复杂的水文现象和过程经概化所给出的近似的科学模型，在水文模拟领域，利用水文模型进行模拟并研究分析模拟结果，对科学研究、自然灾害防治以及水资源利用具有非常重要的意义。

2、模拟的过程通常需要收集原始数据，并对原始数据进行适当的预处理，然后才能够得到能够匹配相应的水文模型输入数据。例如，shud(the simulator for hydrologicunstructured domains)是一个使用半离散有限体积方法的多过程、多尺度综合水文模型。而虽然该模型具有优异的模拟功能，但由于输入数据的复杂性，不同研究者所获得的输入数据的来源、偏好以及格式均有所差异，这就导致了对于同一片地理区域的模拟结果往往会出现较大偏差，可重现性较差；并且，还存在用户自行寻找地理数据以及预处理时的低效性问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、第一方面，本发明提供一种水文模型输入数据的生成方法，其包括：

4、获取用户的研究区域以及指定地理要素形式；

5、基于所述研究区域，获取相关的地理要素数据；

6、对所述地理要素数据进行预处理，获得所述研究区域中的河段属性和空间属性，所述预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；

7、基于所述指定地理要素形式，采用对应的地理算法计算站点、子流域、流域对应的点位信息，并按照所述点位信息获取对应的驱动数据；

8、至少将所述河段属性、空间属性以及驱动数据作为所述水文模型输入数据。

9、第二方面，本发明还提供一种水文模型输入数据的生成系统，用于执行上述生成方法的步骤，其包括：

10、需求获取模块，用于获取用户的研究区域以及指定地理要素形式；

11、要素数据模块，用于基于所述研究区域，获取相关的地理要素数据；

12、数据预处理模块，用于对所述地理要素数据进行预处理，获得所述研究区域中的河段属性和空间属性，所述预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；

13、驱动数据模块，用于基于所述指定地理要素形式，采用对应的地理算法计算对应的点位信息，并按照所述点位信息获取对应的驱动数据；

14、输入数据模块，用于至少将所述河段属性、空间属性以及驱动数据作为所述水文模型输入数据；

15、进一步地，所述生成系统包括客户端和后端，所述客户端用于与所述用户进行交互以及对所述地理要素数据进行预处理，所述后端用于为所述客户端提供数据。

16、第三方面，本发明还提供一种水文模拟方法，其包括：

17、利用上述生成方法获得输入数据；

18、将所述输入数据输入对应的水文模型，获得模拟结果。

19、基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

20、本发明所提供的水文模型输入数据的生成方法通过获取用户指定的研究区域和地理要素形式，自动化地完成输入数据的生成，实现了地理要素数据下载、流域划分、流域三角格网剖分、河网拓扑关系生成等功能，方便用户快速生成水文模型要求的输入数据，可重现性高，且避免了用户自行寻找地理数据的低效性问题。

21、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

技术特征：

1.一种水文模型输入数据的生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，获取所述研究区域的步骤具体包括：

3.根据权利要求2所述的生成方法，其特征在于，获取所述地理要素数据的步骤具体包括：

4.根据权利要求3所述的生成方法，其特征在于，所述初始要素数据包括数字高程模型、土壤分类数据、土地利用数据；

5.根据权利要求4所述的生成方法，其特征在于，所述流域划分的步骤包括生成河网、流域划分以及简化流域区域的过程；

6.根据权利要求5所述的生成方法，其特征在于，所述流域格网剖分的步骤具体包括：

7.根据权利要求6所述的生成方法，其特征在于，河网拓扑关系生成的步骤包括：基于所述三角剖分矢量面数据，三角切分所述河网，构造三角形与河网的拓扑关系，并生成每个三角形对应的河段属性；

8.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述指定地理要素形式包括站点、子流域区域、全流域面中的任意一种；

9.一种水文模型输入数据的生成系统，用于执行权利要求1-8中任意一项所述的生成方法的步骤，其特征在于，包括：

10.一种水文模拟方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。所述生成方法包括：获取研究区域以及指定地理要素形式；获取相关的地理要素数据；进行预处理，获得研究区域中的河段属性和空间属性，预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；基于指定地理要素形式，计算对应的点位信息，并按照点位信息获取对应的驱动数据；至少将河段属性、空间属性以及驱动数据作为水文模型输入数据。本发明所提供的生成方法通过获取用户指定的研究区域和地理要素形式，自动化地完成输入数据的生成，方便用户快速生成水文模型要求的输入数据，可重现性高，且避免了用户自行寻找地理数据的低效性问题。

技术研发人员：舒乐乐,袁银阳,陈昊,孟宪红,李照国
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15