一种水污染扩散动态模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种水污染扩散动态模拟方法，包括地图编码的方法和污染扩散模拟的渲染方法，地图编码的方法通过读取网格的属性值来确保模拟出河流的正常流动状态，然后通过污染扩散模拟的渲染方法实现污染扩散沿着河流动态流动的效果，随着污染物浓度逐渐变低，渲染颜色逐渐变浅，并可以控制闸坝开合来确定是否停止污染扩散模拟，该污染扩散模拟从河流某一点开始，根据河流真实流向随着河水的流动进行扩散，水质渲染颜色随着时间由深色逐渐变为浅色，实现污染物在河流中进行动态扩散的效果，在污染扩散发生时，立刻通过模拟判断不同河段的污染状况，根据污染状况控制闸坝的开合从而控制污染物的扩散，并可进一步确定治理方案。

【技术实现步骤摘要】
一种水污染扩散动态模拟方法
本专利技术涉及河流污染监控领域，具体涉及一种水污染扩散动态模拟方法。
技术介绍
水乃生命之源，水在自然环境和社会环境中，都是极为重要而活跃的因素。水在不停的流动着，在人体里，在农田里，在工厂里，使整个世界充满生机和活力，是这个世界最宝贵的财富。因此对水环境质量监测的研究具有重要的现实意义，近年来，随着全球环境气候的日益严峻，以及水污染事件的频发，世界各国不断加大对环境保护的力度，面对如此形式，迫切需要通过环境信息化手段和环境监测能力的提高来为政府相关部门在保护环境、规划社会发展等方面提供决策所需要的信息支持。现有的水污染扩散动态模拟方法是建立独立的空间数据库，将每条河流按里程数进行分段，将每段作为一条弧段进行数字化；为保证数字化经度，段与段之间的里程间距按照整条河流的里程总长度合理划分；通过拓扑关系建立与上述空间数据库一一对应的属性表，称为参照属性表。参照属性表包括三个字段，即网格ID、起始里程和终止里程；建立动态属性表。从不同仿真软件的结果数据中读取相应的空间属性数据，包括网格ID、起始里程和终止里程，建立动态属性表。对于同一水域而言，建立动态属性表时所采用的线性参照系（里程）必须与建立参照属性表所采用的线性参照系（里程）一致；重新分段，通过SQL语句，实现参照属性表和动态属性表的管理和比较，从而将动态属性表与上述建立的空间数据库相关联，实现对水域的重新分段；该方法的缺点是1、当遇到河流分叉情况时并不能多个河段同时进行模拟；2、并没有根据河流流向的改变来对河流进行编码；3、不能判断闸坝的开合状态从而决定是否停止当前河流扩散。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对河段模拟和及时控制污染扩散的水污染扩散动态模拟方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种水污染扩散动态模拟方法，包括地图编码的方法和污染扩散模拟的渲染方法，地图编码的方法通过读取网格的属性值来确保模拟出河流的正常流动状态，然后通过污染扩散模拟的渲染方法实现污染扩散沿着河流动态流动的效果，随着污染物浓度逐渐变低，渲染颜色逐渐变浅，并可以控制闸坝开合来确定是否停止污染扩散模拟。所述地图编码的方法包括以下步骤：（1）根据河流的河面数据制作河流网格数据，建立河流模型；（2）根据河流的流向信息设置网格的属性表，属性表中包含网格所属河段的流向及转向信息；（3）根据设置的信息确定污染扩散模拟时河流的转向及分叉如何进行。所述河流模型是河面数据和河流网格数据相互叠加的矢量图层。所述污染扩散模拟的渲染方法包括以下步骤：（1）首先设定污染物的各项参数，从河流模型中选择发生污染扩散的位置，读取该位置河流网格的信息，在该位置生成一条搜索线，搜索线垂直于河流流向并沿着流向进行匀速移动；（2）搜索线移动的同时会根据污染扩散模型公式计算当前位置的污染物浓度，判断其水质等级，不同等级使用不用颜色进行渲染；（3）搜索线移动至闸坝位置时，判断该闸坝的开合状态，进而确定是否停止污染扩散模拟。所述污染扩模型散公式为k>0情况下K_PerSecond=k/(3600.0*24)；上述式中，c0代表污染物初始浓度(mg/L)，My代表纵向扩散系数，k代表衰减系数，x代表离排放点距离，ux代表河流平均速度，ch代表河流上游污染物浓度(mg/L)。本专利技术的有益效果是：本专利技术仿照真实的河流污染扩散进行动态模拟，该污染扩散模拟从河流某一点开始，根据河流真实流向随着河水的流动进行扩散，水质渲染颜色随着时间由深色逐渐变为浅色，实现污染物在河流中进行动态扩散的效果，在污染扩散发生时，立刻通过模拟判断不同河段的污染状况，根据污染状况控制闸坝的开合从而控制污染物的扩散，并可进一步确定治理方案。附图说明图1为本专利技术的河流网格示意图；图2为河流流向示意图；图3为穿透线的方向及与流向关联图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、图2和图3所示，一种水污染扩散动态模拟方法，包括地图编码的方法和污染扩散模拟的渲染方法，地图编码的方法通过读取网格的属性值来确保模拟出河流的正常流动状态，然后通过污染扩散模拟的渲染方法实现污染扩散沿着河流动态流动的效果，随着污染物浓度逐渐变低，渲染颜色逐渐变浅，并可以控制闸坝开合来确定是否停止污染扩散模拟。所述地图编码的方法包括以下步骤：（1）根据河流的河面数据制作河流网格数据，建立河流模型，所述河流模型是河面数据和河流网格数据相互叠加的矢量图层；河流网格是依据河流进行制作的，将河流面图层切分成数万个大小相等的正方形网格，河流网格数据同样是面图层，随后制作网格的属性表并填写属性值。搜索线在搜索到网格时会同时获取其属性值，代码根据属性值进一步运行程序，（2）根据河流的流向信息设置网格的属性表，属性表中包含网格所属河段的流向及转向信息；将河流流向分为8个方向，分别为东，南，西，北，东南，东北，西南，西北，用数字1-8代表8种流向；将同一流向的河段中的所有网格设置唯一编码IDS，每个IDS整个流域唯一；每一个网格都编上河流来向S字段和河流的去向E字段，字段值为数字1-8，（3）根据设置的信息确定污染扩散模拟时河流的转向及分叉如何进行，当河流流向发生改变时，在下一段河流的起始网格中选择一个网格设置连接编码LINK，值为上一段河流的网格的IDS编码；当多条河流交叉时，将河流来向S，河流去向E，网格的IDS编码分别对应并以数组形式存储；将河流网格数据与闸坝等点位数据进行叠置分析，设置点位与所处网格的关联关系，可根据不同用途添加相应的点位数据。网格属性表中添加字段：ID、S、E、LINK，字段描述如表所示S、E字段属性值的描述如下表所述污染扩散模拟的渲染方法包括以下步骤：（1）首先设定污染物的各项参数，从河流模型中选择发生污染扩散的位置，读取该位置河流网格的信息，在该位置生成一条搜索线，搜索线垂直于河流流向并沿着流向进行匀速移动；用正八角形的八条边所在的方向定义八条直线来搜索整个流域中的网格，每条搜索线的对应一种河流流向，搜索线与河流流向垂直，并沿着流向等距移动搜索网格，每次搜索网格会和河流数据进行对比，并获取网格的属性数据，搜索线的方向与河流流向相关联，搜索线的长度可以贯穿整个流域范围，这样设定为了防止扫描时漏掉网格，但为了达到河流正常流动的效果，需要过滤掉其他不应该被渲染的河流，搜索线在遇到存有LINK编码的网格时，将读取该网格的S、E值，按照新的方向搜索，河流网格的S、E值是根据已有的河流流向数据进行设定的，在二维地图上表示在下一段河流网格中选一个起始网格（该网格与上一段河流相接），将其LINK字段属性值标为上一段河流的IDS，当搜索线线读取到LINK值的时候，根据LINK所属网格的S、E值进行转向，在河流即将进行分叉的河段，将该小段河流网格S、E、IDS以数组形式进行编码，分别包含两段河流的来向、去向以及IDS，其LINK属性值为空。通过代码进行判断时，将会有两条线对两段河流进行穿透，分叉为多段河流方法同理，搜索线在一段河流上面移动时，同时会获取所搜索到的网格信息，然后代码中将其网格编码保存在唯一不重复的数组中，搜索线每次移动的距离是固定的，所以有可能获取同一个网格两次，第二次获取就不再保存进数组，最后根据数组在河网中渲染出河流数据。（2）搜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水污染扩散动态模拟方法，其特征在于：包括地图编码的方法和污染扩散模拟的渲染方法，地图编码的方法通过读取网格的属性值来确保模拟出河流的正常流动状态，然后通过污染扩散模拟的渲染方法实现污染扩散沿着河流动态流动的效果，随着污染物浓度逐渐变低，渲染颜色逐渐变浅，并可以控制闸坝开合来确定是否停止污染扩散模拟。

【技术特征摘要】
1.一种水污染扩散动态模拟方法，其特征在于：包括地图编码的方法和污染扩散模拟的渲染方法，地图编码的方法通过读取网格的属性值来确保模拟出河流的正常流动状态，然后通过污染扩散模拟的渲染方法实现污染扩散沿着河流动态流动的效果，随着污染物浓度逐渐变低，渲染颜色逐渐变浅，并可以控制闸坝开合来确定是否停止污染扩散模拟。2.根据权利要求1所述的水污染扩散动态模拟方法，其特征在于：所述地图编码的方法包括以下步骤：（1）根据河流的河面数据制作河流网格数据，建立河流模型；（2）根据河流的流向信息设置网格的属性表，属性表中包含网格所属河段的流向及转向信息；（3）根据设置的信息确定污染扩散模拟时河流的转向及分叉如何进行。3.根据权利要求2所述的水污染扩散动态模拟方法，其特征在于：所述河流模型是河面数据和河流网格数据相互叠加的矢量图层。4.根据权利要求1所述的水污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫晓慧，魏海涛，郭恒亮，田智慧，张印，王晓蕾，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41