本申请公开了一种基于GIS的城市水文径流计算方法，包括以下步骤：构建城市地表的数字高程模型；基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向；根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格的汇流累计量；基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分。同时，本申请还公开了基于GIS的城市水文径流计算系统，包括建模单元、判断单元、计算单元和汇流单元。本申请使得对水文径流的计算更加准确，规划更加合理、便于后续的城市规划。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图形处理领域，特别是一种基于GIS的城市水文径流计算方法及系 统。
技术介绍
城镇化是人类社会发展进步的必然结果，进入21世纪以来，中国的城镇化急速增 长，在主要以经济为中心以及唯GDP导向的城市发展模式中，城市以摊大饼的方式扩张。随 着这种发展，城镇化出现越来越多的问题，城市安全面临严峻挑战，加之在近年全球气候变 化极端暴雨天气发生更频繁的影响下，城市规划中如何兼顾城市雨洪安全成为重大难题。 目前，雨洪安全问题的解决之道多是单一片面，采用工程性措施进行应用，针对洪水，建设 了防洪堤，针对涝灾，埋下了下水管道，但这种对抗式的处理方法之下，防洪堤再高、下水管 再粗也不能彻底解决中国城市的内涝问题。 现有技术中，对水文径流的计算依赖于人工调研，这种方式缺乏科学分析，人的主 观性过强，对水文径流的计算不够准确，有可能因忽略了一些潜在径流，而导致存在误判或 漏判的问题。
技术实现思路
本申请提供一种基于GIS的城市水文径流计算方法及系统，解决现有技术中对水 文径流的计算不够准确的问题。 根据本申请的第一方面，本申请提供一种基于GIS的城市水文径流计算方法，其 特征在于：包括以下步骤： 构建城市地表的数字高程模型；基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向； 根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格的汇流累 计量；基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分。 优选的，还包括：根据预设的用地属性，确定栅格的脆弱等级；将栅格的汇流累计 量等级值与脆弱等级值叠加相乘，依据所得的乘积值将栅格分级显示为对应的颜色。 优选的，汇流累计量的等级级数与脆弱等级的级数相等。 优选的，还包括：降低栅格数据分辨率。 根据本申请的第二方面，本申请提供一种基于GIS的城市水文径流计算系统，包 括：建模单元，用于构建城市地表的数字高程模型；判断单元，用于基于单流向法判断数字 高程模型内栅格的水流方向；计算单元，用于根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅 格的上游的栅格数量，计算此栅格的汇流累计量；汇流单元，用于基于自然断点分级法对栅 格的汇流累计量进行等级划分。 优选的，还包括：脆弱等级单元，用于根据预设的用地属性，确定栅格的脆弱等级； 分级显示单元，用于将栅格的汇流累计量等级值与脆弱等级值叠加相乘，依据所得的乘积 值将栅格分级显示为对应的颜色。 优选的，汇流累计量的等级级数与脆弱等级的级数相等。 优选的，还包括：降低分辨率单元，用于降低栅格的分辨率。 本申请的有益效果是，本申请构建城市地表的数字高程模型；基于单流向法判断 数字高程模型内栅格的水流方向；根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游 的栅格数量，计算此栅格的汇流累计量。由于本申请构建了数字高程模型，并基于数字高程 模型判断水流方向并计算汇流累计量，而使得对水文径流的计算更加准确。 通过对汇流累计量进行级别划分，基于自然断点分级减少了同一级中的差异，增 加了级间的差异，使人肉眼不易识别的水文径流信息更直观可认。 同时，把汇流累计量数据与用地脆弱性数据进行叠加，识别出了城市中需要重点 保护及处理的径流范围，可以对雨洪安全进行校核验证，并为后续的城市规划提供参考。【附图说明】 图1为实施例1的方法流程图； 图2为实施例1构建的数字高程模型示意图； 图3为实施例1的水文径流效果图； 图4为实施例2的方法流程图； 图5为实施例2对用地的脆弱性等级进行划分后的效果图； 图6为实施例2将栅格的汇流累计量等级值与脆弱等级值叠加相乘后的效果图； 图7为实施例2降低栅格的分辨率的前后对比图。【具体实施方式】 下面通过【具体实施方式】结合附图对本专利技术作进一步详细说明。 实施例1 : 一种基于GIS的城市水文径流计算方法，如图1所示，包括以下步骤： 5101 :构建城市地表的数字高程模型； 5102 :基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向； 5103 :根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格 的汇流累计量； 5104 :基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分。 如图2所示，数字高程模型属于一种连续表面的栅格图，是描述地表起伏形态特 征的空间数据模型，由地面规则格网点的高程值构成的矩阵，形成栅格结构数据集。通过将 地理信息数据、遥感影像结合，进行矢量化处理，从而构建数字高程模型。单流向法假定一 个栅格中的水流只从一个方向流出，在基于3*3的栅格内，根据栅格间的最大距离权落实， 即高程落差，判断水流的方向。根据栅格的水流方向，可以统计流经此栅格的上游的栅格数 量，进而计算出此栅格的汇流累计量反映了该栅格的积水深度和范围，也反映了该栅格形 成地表汇流的难易程度。 如图3所示，本实施例基于GIS中的自然断点法对栅格的汇流累计量进行等级划 分，可以做到，基于统计学方法，确定汇流累计量的自然聚类，将汇流累计量所组成的数据 集，划分成不同的子集，原则是减少每个子集内同一级中的差异、增加子集间的级之间的差 异，从而形成分级后的水文径流图。图中颜色较深的部分，其汇流累计量较大，对应的级数 也较高。 在计算栅格的汇流累计量时，可基于GIS自带的一个功能，对汇流量累计量数据 进行过滤，从而消除因地表小坑洼而造成的汇流偏差。 实施例2 : 如图4所示，本实施例包括以下步骤： 5201 :构建城市地表的数字高程模型； 5202 :基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向； 5203 :根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格 的汇流累计量。 S204 :基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分； 5205 :根据预设的用地属性，确定栅格的脆弱等级； 5206 :将栅格的汇流累计量等级值与脆弱等级值叠加相乘，依据所得的乘积值将栅格 分级显示为对应的颜色。 作为实施例1的改进，如图5所不，由于栅格代表着一块地表，地表本身具有相应 的用地属性，该用地属性预置在栅格中，因而可以根据这一地表本身的用地属性，进而确定 其脆弱等级，这一脆弱等级反映了该地表的易损程度。本实施例按照如下的对应表对用地 的脆弱性等级进行划分，将脆弱等级分为6个等级。【主权项】1. 一种基于GIS的城市水文径流计算方法，其特征在于：包括以下步骤： 构建城市地表的数字高程模型； 基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向； 根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格的汇 流累计量； 基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括： 根据预设的用地属性，确定栅格的脆弱等级； 将栅格的汇流累计量等级值与脆弱等级值叠加相乘，依据所得的乘积值将栅格分级显 示为对应的颜色。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：汇流累计量的等级级数与脆弱等级的级 数相等。4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括：降低栅格数据分辨率。5. -种基于GIS的城市水文径流计算系统，其特征在于：包括： 建模单元，用于构建城市地表的数字高程模型； 判断单元，用于基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向； 计算单本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于GIS的城市水文径流计算方法，其特征在于：包括以下步骤：构建城市地表的数字高程模型；基于单流向法判断数字高程模型内栅格的水流方向；根据栅格的水流方向，统计水流方向流经此栅格的上游的栅格数量，计算此栅格的汇流累计量；基于自然断点分级法对栅格的汇流累计量进行等级划分。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄冕眉，凌霄，阮浩德，刘青，陈满，熊晓冬，陈静，黄卓，
申请(专利权)人：广东省城乡规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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