洪涝灾害预警方法及系统与流程

本发明涉及计算机，尤其涉及一种洪涝灾害预警方法及系统。

背景技术：

1、目前，洪水灾害一直是困扰人类社会发展的自然灾害，随着城市化的推进，城市的洪涝灾害防治成为了城市管理者日益关注的课题，洪涝灾害风险监测预警评估是一项在洪涝危险性、承灾体脆弱性及相关不确定性研究的基础上进行的多因子综合分析工作，主要包括对洪涝风险统计特征的辨识、实时险情的监测和预报、损失的评估及警报发布范围与时机的判断等。洪涝灾害风险监测预警评估是洪涝灾害风险管理的重要基础，重视对洪涝危险性、承灾体脆弱性的监测，加强灾害预测和评估系统的建设，加强防灾减灾设施的建设是当前防灾工作和灾害研究的当务之急。

2、因此，亟需一种洪涝灾害预警方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种洪涝灾害预警方法及系统，其主要目的在于对降雨时城市的积水量进行计算，并在积水量大于城市积水阈值时对洪涝灾害进行告警。

2、第一方面，本发明实施例提供一种洪涝灾害预警方法，包括：

3、基于卫星遥感影像，运用基于机器学习的人工图像识别算法，识别全国城市建成区，并计算所述城市建成区中硬地的渗水值与绿地的渗水值；

4、根据所述硬地的渗水值和所述绿地的渗水值，计算得到所述城市建成区的城市积水阈值；

5、根据预设未来时间段的预测降雨数据，计算所述城市建成区在所述预设未来时间段的积水量，当所述积水量大于所述城市积水阈值时，发出洪涝灾害警告。

6、进一步地，所述根据预设未来时间段的预测降雨数据，计算所述城市建成区在所述预设未来时间段的积水量，包括：

7、基于所述城市建成区的管道内径计算流体阻力与管网系统排涝上限，耦合计算所述城市建成区的地下管网综合排涝能力；

8、基于所述地下管网综合排涝能力，将所述城市建成区的管网排涝上限作为所述城市建成区的城市内涝阈值；

9、根据预设未来时间段的预测降雨数据和所述城市内涝阈值，获取所述积水量。

10、进一步地，所述根据所述硬地的渗水值和所述绿地的渗水值，计算得到所述城市建成区的城市积水阈值，通过如下公式得到：

11、

12、其中，z表示所述城市积水阈值，s表示所述城市建成区的面积，k1表示所述城市建成区中所述硬地的入渗系数，k2表示所述城市建成区中所述绿地的入渗系数，α1表示所述城市建成区中所述硬地的入渗衰减指数，α2表示所述城市建成区中所述绿地的入渗衰减指数，q1表示所述硬地的渗水值，q2表示所述绿地的渗水值，t表示洪水历时时间。

13、进一步地，所述基于所述城市建成区的管道内径计算流体阻力与管网系统排涝上限，耦合计算所述城市建成区的地下管网综合排涝能力，包括：

14、根据所述城市建成区的雨水管道管径、雨水管道埋深、雨水管道坡度，结合管道最大排涝能力多元回归模型，计算得到所述地下管网综合排涝能力。

15、进一步地，所述最大排涝能力多元回归模型，计算公式如下：

16、在所述雨水管道管径小于或等于800mm的情况下：

17、qmax＝13.947*d+16.216*ip+0.544*h-7.314，

18、在所述雨水管道管径大于800mm的情况下：

19、qmax＝50.895*d+118.535*ip+4.78*h-59.43，

20、其中，qmax表示所述地下管网综合排涝能力，d表示所述雨水管道管径，h表示所述雨水管道埋深，ip表示所述雨水管道坡度。

21、进一步地，还包括：

22、基于全国城市水利防洪设施设计规划与建设数据，结合预设防洪流量评价模型，得出所述城市建成区的城市水利设施防洪能力值；

23、基于所述城市水利设施防洪能力值，对各城市的防洪能力进行评价。

24、进一步地，所述基于全国城市水利防洪设施设计规划与建设数据，结合预设防洪流量评价模型，得出所述城市建成区的城市水利设施防洪能力值，通过如下公式得到：

25、ex＝q1[(α1d1+βs1)+δpλ-t0(n+w)]，

26、其中，ex表示最大防洪能力，q1为城市规划防洪流量，d1表示已建并未损毁堤防长度与规划堤防长度的比值，s1为水库调蓄功能有效率，α1表示第一预设权重，β表示第二预设权重，δp为河道整治力度，λ为整治河道长度与总河道长度的比值，n为所述城市建成区某一年中日降水量超过日均降水量的天数与总天数的比值，t0为城市化发展对城市防洪的影响度，w为涉河项目对洪水流量产生影响的大小。

27、第二方面，本发明实施例提供一种洪涝灾害预警系统，包括：

28、渗水模块，用于基于卫星遥感影像，运用基于机器学习的人工图像识别算法，识别全国城市建成区，并计算所述城市建成区中硬地的渗水值与绿地的渗水值；

29、积水模块，用于根据所述硬地的渗水值和所述绿地的渗水值，计算得到所述城市建成区的城市积水阈值；

30、预警模块，用于根据预设未来时间段的预测降雨数据，计算所述城市建成区在所述预设未来时间段的积水量，当所述积水量大于所述城市积水阈值时，发出洪涝灾害警告。

31、第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种洪涝灾害预警方法的步骤。

32、第四方面，本发明实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种洪涝灾害预警方法的步骤。

33、本发明提出的一种洪涝灾害预警方法及系统，在降雨时，可以通过卫星遥感影像，识别出全国城市建成区，然后计算城市建成区中硬地的渗水值和绿地的渗水值；并根据硬地的渗水值和绿地的渗水值计算得到城市建成区的城市积水阈值；最后根据预测降雨数据，得到该城市建成区的积水量，并在积水量大于城市积水阈值时，发出洪涝灾害警告，以使得可以提前预防洪涝灾害，减轻洪涝灾害带来的影响。

技术特征：

1.一种洪涝灾害预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，所述根据预设未来时间段的预测降雨数据，计算所述城市建成区在所述预设未来时间段的积水量，包括：

3.根据权利要求1所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述硬地的渗水值和所述绿地的渗水值，计算得到所述城市建成区的城市积水阈值，通过如下公式得到：

4.根据权利要求2所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，所述基于所述城市建成区的管道内径计算流体阻力与管网系统排涝上限，耦合计算所述城市建成区的地下管网综合排涝能力，包括：

5.根据权利要求4所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，所述最大排涝能力多元回归模型，计算公式如下：

6.根据权利要求1所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的洪涝灾害预警方法，其特征在于，所述基于全国城市水利防洪设施设计规划与建设数据，结合预设防洪流量评价模型，得出所述城市建成区的城市水利设施防洪能力值，通过如下公式得到：

8.一种洪涝灾害预警系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述洪涝灾害预警方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述洪涝灾害预警方法的步骤。

技术总结
本发明提出一种洪涝灾害预警方法及系统，该方法包括：基于卫星遥感影像，运用基于机器学习的人工图像识别算法，识别全国城市建成区，并计算所述城市建成区中硬地的渗水值与绿地的渗水值；根据所述硬地的渗水值和所述绿地的渗水值，计算得到所述城市建成区的城市积水阈值；根据预设未来时间段的预测降雨数据，计算所述城市建成区在所述预设未来时间段的积水量，当所述积水量大于所述城市积水阈值时，发出洪涝灾害警告。本发明对降雨时城市的积水量进行计算，并在积水量大于城市积水阈值时对洪涝灾害进行告警。

技术研发人员：靳文波,房玉东,刘永强,黄镇,王棚飞,刘磊磊,王振
受保护的技术使用者：应急管理部大数据中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24