一种面向对象的水动力学建模要素管理方法技术

本发明专利技术提出了一种面向对象的水动力学建模要素管理方法，包括：获取水动力学建模的多类基础数据根据多类基础数据，建立面向对象的洪水分析建模的模型要素，包括：一维河网模型要素、二维浅水模型要素、城市管网模型要素，一维河网模型要素包括：一维河网数据和水文序列；二维浅水模型要素包括：二维网格数据和时间序列；城市管网模型要素包括：子汇水区、管段、节点、水文站网、曲线集合、时间模式和LID控制；对每个模型要素，提供创建、删除、绘制和导入功能。本发明专利技术通过获取洪水相关基础数据，建立一维、二维、一二维耦合城市管网及管网二维模型要素，以便搭建适于乡村河网及城市管网的洪水分析模型，适于不同区域的后续洪水分析。

An object oriented method for managing elements of hydrodynamic modeling

The invention provides an object oriented modeling method of water management, including: basic data for water dynamics modeling according to the basic data, including the model elements, the establishment of flood analysis object oriented modeling: one-dimensional model elements, two dimensional shallow water model elements, city network model elements, including one-dimensional river model elements: one-dimensional data and hydrological series; including two model elements: shallow two-dimensional grid data and time series; including elements of city network model: sub catchment area, pipe, node, hydrological network, curve set, time mode and LID control; for each model element, create, delete, and drawing import function. The present invention by obtaining relevant basic flood data, establish one-dimensional and two-dimensional, a two-dimensional coupled city network and network elements for two-dimensional model, in order to build the rural river network and network analysis model of city flood, flood for subsequent analysis of different regions.

【技术实现步骤摘要】
一种面向对象的水动力学建模要素管理方法
本专利技术涉及水动力学分析
，特别涉及一种面向对象的水动力学建模要素管理方法。
技术介绍
作为洪水风险图编制的重要工具，洪水分析软件一直是国外商业软件占据主导地位。我国是一个水利大国，在水利领域的很多方面都取得了举世瞩目的成就，但是我们国内并没有形成一个自己的国产洪水分析软件品牌。山洪和城市洪涝目前仍是对人民生命财产威胁巨大的灾害事件，如果涉及自身的洪水分析方法实现对洪水的可靠分析是当前需要解决的技术问题。由于洪水在不同地理区域上发生的情况相应不同，主要分为河网、浅水、城市管网等模型，如何根据不同的区域模型建立相应的模型要素，以适于不同区域的后续洪水分析，是当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种面向对象的水动力学建模要素管理方法。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提供一种面向对象的水动力学建模要素管理方法，包括如下步骤：步骤S1，获取水动力学建模的多类基础数据，包括，河网、网格、管网数据；步骤S2，根据所述多类基础数据，建立面向对象的洪水分析建模的模型要素，其中，所述模型要素，包括：一维河网模型要素、二维浅水模型要素、城市管网模型要素，所述一维河网模型要素包括：一维河网数据和水文序列，其中，所述一维河网数据包括：河段、零维要素、联系要素和断面节点；所述二维浅水模型要素包括：二维网格数据和时间序列，所述二维网格数据包括：节点、边元、单元、建筑、点源、控制点、控制断面和简单河道；所述城市管网模型要素包括：子汇水区、管段、节点、水文站网、曲线集合、时间模式和LID控制，所述管段包括：管道、孔口、出水口、泵站、堰；所述节点包括：连接节点、分流器、排放口和蓄水节点；步骤S3，对每个所述模型要素，提供创建、删除、绘制和导入功能。进一步，所述边界条件包括：水位边界、流量边界和水位流量关系；所述控制参数包括：计算起止时间、输出起止时间、计算步长、输出步长；所述计算结果数据包括：一维计算结果、二维计算结果和管网计算结果。进一步，所述边元包括：边界边元，为整个网格的边界，与网格剖分时设置的边界相对应；控制线边元，为与道路、堤防等数据对应的边元，与堰、闸门等建筑数据对应；普通边元，除边界边元和控制线边元外的其他边元。进一步，所述单元包括节点和边元组成，具有唯一编码，单元内存储的节点和边元，均按照逆时针顺序排列，对单元进行设置糙率、设置产流、设置下渗、设置面积系数、高程插值、设置降雨分区、清除降雨分区的设置。进一步，糙率设置有专题设置和批量设置两种方式：(1)专题设置：专题设置通过加载糙率矢量数据设置糙率，加载.shp格式的糙率文件，匹配字段，完成糙率专题设置；2)批量设置：批量设置可对所有网格进行统一设置，输入糙率值，完成糙率批量设置。进一步，所述二维浅水模型要素中，所述控制点与单元对应，用于监控关键位置处的水位、水深、流速等数据，在模型后处理中，可直接查看所设置控制点的水位、水深、流速等数据；所述控制断面由多条连续边元组成，实时计算断面位置处的流量和水位过程，用于后续的计算方案中。进一步，还包括如下步骤：根据一维河网模型要素、二维浅水模型要素，创建所述一二维耦合模型要素，包括：侧向连接和正向连接，其中，所述侧向连接用于记录一组相邻断面与多个边元的耦合信息，所述正向连接用于记录河道首尾断面与多个边元的耦合信息，所述侧向连接和正向连接均包括如下步骤：依次选择河段和断面组，设置左右岸边元、编辑耦合关系，并进行左右岸的互换，自动分区左右岸、清除连接关系。进一步，还包括如下步骤：预设曲线集合，所述曲线集合包括：含泵站曲线、蓄水曲线、分流曲线、形状曲线、控制曲线、性能曲线、潮水曲线、断面曲线和水位流量关系曲线。进一步，所述城市管网模型要素中，采用以下三种方法之一，创建子汇水区：通过导入shape数据设置子汇水区、手动绘制、通过泰森多边形创建子汇水区。根据本专利技术实施例的面向对象的水动力学建模要素管理方法，通过获取洪水相关基础数据，建立一维、二维、一二维耦合城市管网及管网二维模型要素，以便搭建适于乡村河网及城市管网的洪水分析模型，适于不同区域的后续洪水分析。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的面向对象的水动力学建模要素管理方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例的一维模型要素的示意图；图3为根据本专利技术实施例的一维模型要素的树形图；图4为根据本专利技术实施例的管网模型要素的示意图；图5为根据本专利技术实施例的管网模型要素的树形图；图6为根据本专利技术实施例的二维模型要素的示意图；图7为根据本专利技术实施例的二维模型要素的树形图；图8为根据本专利技术实施例的数据组织设计图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例的面向对象的水动力学建模要素管理方法，包括如下步骤：步骤S1，获取水动力学建模的多类基础数据，包括，河网、网格、管网数据；步骤S2，根据所述多类基础数据，建立面向对象的洪水分析建模的模型要素，其中，所述模型要素，包括：一维河网模型要素、二维浅水模型要素、城市管网模型要素，1)一维河网模型要素包括：一维河网数据和水文序列，其中，所述一维河网数据包括：河段、零维要素、联系要素和断面节点。具体地，参考图2和图3，一维河网模型主要针对一维水动力问题研发，可动态模拟河流水动力问题，助管理和运行河流系统。一维河网模型主要特点：(1)一维河网模型有强大的河流模拟能力，可以处理上千条河网，用于理防洪控制工程和水库调度问题。(2)一维河网模型可模拟多种水工建筑物，包括泵站、通用堰、堰闸。(3)一维河网模型可以单独使用，也可以和二维浅水模型耦合使用。(4)一维河网模型可实时查询河道水位信息、过程数据、河段信息、断面信息。一维河网模型要素包括一维河网和水文序列，一维河网包括河网、零维区域、联系要素、断面节点，水文序列包括水文站网和时间序列。联系要素包括：泵站、通用堰、堰闸和水位流量关系。(1)河段导入河段：河段数据为河道的中心线数据，可导入rrws、txt、.xls/.xlsx格式的河段中心线数据，其中.rrws格式数据为IFMS1.0版本导出数据。系统也可导入Shape数据来确定河段。绘制要素：支持直接在地图显示区域手动绘制河网。在地图显示区域上绘制河段，绘制完毕后，系统弹出设置断面组对话框。选择断面组，重新计算坐标。系统根据选中断面组的桩号及绘制的河段，重新计算河段各断面的位置信息，并在地图窗口显示河段空间信息。设置断面组：新建的河段可进行设置断面组、河段断面编辑、批量编辑等操作。设置断面组，选择相应的断面组，将断面和河段相匹配，重新计算坐标，自动重新计算左右岸坐标。使用过程中，如果断面组的坐标和河段中心线坐标相互匹配(如均为实测数据)，则不需重新计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向对象的水动力学建模要素管理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获取水动力学建模的多类基础数据，包括，河网、网格、管网数据；步骤S2，根据所述多类基础数据，建立面向对象的洪水分析建模的模型要素，其中，所述模型要素，包括：一维河网模型要素、二维浅水模型要素、城市管网模型要素，所述一维河网模型要素包括：一维河网数据和水文序列，其中，所述一维河网数据包括：河段、零维要素、联系要素和断面节点；所述二维浅水模型要素包括：二维网格数据和时间序列，所述二维网格数据包括：节点、边元、单元、建筑、点源、控制点、控制断面和简单河道；所述城市管网模型要素包括：子汇水区、管段、节点、水文站网、曲线集合、时间模式和LID控制，所述管段包括：管道、孔口、出水口、泵站、堰；所述节点包括：连接节点、分流器、排放口和蓄水节点；步骤S3，对每个所述模型要素，提供创建、删除、绘制和导入功能。

【技术特征摘要】
1.一种面向对象的水动力学建模要素管理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获取水动力学建模的多类基础数据，包括，河网、网格、管网数据；步骤S2，根据所述多类基础数据，建立面向对象的洪水分析建模的模型要素，其中，所述模型要素，包括：一维河网模型要素、二维浅水模型要素、城市管网模型要素，所述一维河网模型要素包括：一维河网数据和水文序列，其中，所述一维河网数据包括：河段、零维要素、联系要素和断面节点；所述二维浅水模型要素包括：二维网格数据和时间序列，所述二维网格数据包括：节点、边元、单元、建筑、点源、控制点、控制断面和简单河道；所述城市管网模型要素包括：子汇水区、管段、节点、水文站网、曲线集合、时间模式和LID控制，所述管段包括：管道、孔口、出水口、泵站、堰；所述节点包括：连接节点、分流器、排放口和蓄水节点；步骤S3，对每个所述模型要素，提供创建、删除、绘制和导入功能。2.如权利要求1所述的面向对象的水动力学建模要素管理方法，其特征在于，所述边界条件包括：水位边界、流量边界和水位流量关系；所述控制参数包括：计算起止时间、输出起止时间、计算步长、输出步长；所述计算结果数据包括：一维计算结果、二维计算结果和管网计算结果。3.如权利要求1所述的面向对象的水动力学建模要素管理方法，其特征在于，所述边元包括：边界边元，为整个网格的边界，与网格剖分时设置的边界相对应；控制线边元，为与道路、堤防数据对应的边元，与堰、闸门建筑数据对应；普通边元，除边界边元和控制线边元外的其他边元。4.如权利要求1所述的面向对象的水动力学建模要素管理方法，其特征在于，所述单元包括节点和边元组成，具有唯一编码，单元内存储的节点和边元，均按照逆时针顺序排列，对单元进行设置糙率、设置产流、设置下渗、设置面积系数、高程...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建明，王船海，张大伟，喻海军，张洪斌，吴滨滨，穆杰，马腾飞，曾贤敏，聂文礼，石亮，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，南京慧水软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11