在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法技术

本发明专利技术可以模拟某一地理区域的降雨事件，并据此模拟出该地理区域的淹水潜势图。淹水潜势图存储于数据库中，可以依据该地理区域内各个测站的观测水位，从该数据库中，搜寻出最佳的淹水潜势图。该地理区域内新的降雨事件也可反馈到该数据库的建置，从而扩展数据库，完善搜寻结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法
本专利技术涉及一种淹水情境模拟和图资搜寻的技术，特别涉及一种在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法。
技术介绍
目前的淹水灾害信息提供系统存储某一地理区域历史淹水数据于其数据库中，使用者可以通过查询的动作，了解该地理区域历次淹水的情形。然而，使用者无法通过该淹水灾害信息提供系统即时了解现在时间淹水的情形，该淹水灾害信息提供系统无法有效提供即时的淹水预报。是以，如何让使用者能够即时、准确地预测某一地理区域可能会发生的淹水情境，是本领域的重点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，其能够透过搜寻数据库，即时得出淹水潜势图。为达成上述目的，本专利技术提供一种在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，包含如下步骤：a.收集地理区域内各个测站之即时观测水位；b.利用处理器计算该地理区域内每一测站从现在时间点之前的一设定时间点至该现在时间点的观测水位与该二维淹水潜势图数据库中所有淹水图资之模拟水位的尺度差异指标；c.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之尺度差异指标平均值，并由小至大排序，选取对应之前面预定数目组的淹水图资；d.利用该处理器计算该地理区域内每一测站从该设定时间点至该现在时间点的观测水位与步骤c中所选取之该预定数目组淹水图资之模拟水位的时间趋势差异指标；e.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之时间趋势差异指标平均值，选取该时间趋势差异指标平均值最小者所对应之淹水图资，作为该设定时间点之代表淹水潜势图；f.利用该处理器计算该地理区域内所有测站于该现在时间点的观测水位与该代表淹水潜势图在同一时间点的模拟水位的平均误差值；以及g.从该设定时间点往后逐步增加作为新的设定时间点，并重复步骤b到f，利用该处理器计算出各设定时间点之代表淹水潜势图的平均误差值，并选取其最小者所对应之代表淹水潜势图，作为最佳淹水潜势图。本专利技术的一个实施例中，该方法更包含步骤：h.利用该地理区域内所有测站所观测到的观测水位，来修正该最佳淹水潜势图。本专利技术的一个实施例中，于步骤b中，该尺度差异指标以下式表示：if[θi-max(θl，min)]＝0，I＝0；othrewiseI＝1θmax＝max{θ1，θ2，θ3}其中DSi代表该尺度差异指标，Hobs，t及Hsim，t分别为该观测水位及该模拟水位，t*及Tb为该现在时间点及该设定时间点至该现在时间点的时间长度，Hobs，P及Hsim，P分别为观测及模拟水位最大值。本专利技术的一个实施例中，于步骤d中，该时间趋势差异指标以下式表示：if[θl-max(θl)]＝0，I＝0；othrewiseI＝1θmax＝max{θ4，θ5，θ6}其中DTi代表该时间趋势差异指标，Hobs，t及Hsim，t分别为该观测水位及该模拟水位，t*及Tb为该现在时间点及该设定时间点至该现在时间点的时间长度。本专利技术的一个实施例中，于步骤f中，该地理区域内所有测站于该现在时间点的观测水位与该代表淹水潜势图在同一时间点的模拟水位的平均误差值以下式表示：其中Ngage为该地理区域内所有测站的数目，及分别为于该现在时间点的观测水位及该代表淹水潜势图的模拟水位。本专利技术实施例中，在淹水图资搜寻方面，采用比较不同时间点观测水位与模拟水位之间的差异程度及变化趋势的原则，将地理区域内各测站的观测水位与淹水图资进行最佳特征条件的匹配，来找出最佳的淹水潜势图，此方式可以提升淹水潜势图的搜寻准确性。附图说明图1显示本专利技术实施例中二维淹水潜势图数据库的优化方法的流程示意图。图2显示本专利技术实施例中二维淹水潜势图的产生方法的流程示意图。图3A显示本专利技术实施例中降雨事件的雨量的一个例子。图3B显示本专利技术实施例中模拟的雨型的一个例子。图3C显示本专利技术实施例中降雨事件的组体图的一个例子。图4显示本专利技术实施例中水文数据的一个例子。图5显示本专利技术实施例中淹水情境的一个例子。图6显示本专利技术实施例中模拟水位与观测水位的一个示例。图7显示本专利技术实施例中在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的流程示意图。图8显示本专利技术另一实施例中在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。本专利技术实施例中，针对二维淹水潜势图数据库的建置，先期通过地理区域(如集水区，watershed)的降雨事件模拟演算各种淹水状况后，将计算结果存至专属数据库(二维淹水潜势图数据库)内。本专利技术实施例中，针对二维淹水潜势图数据库的图资搜寻方面，采用巨量数据搜寻技术，通过将地理区域内各测站的观测水位与淹水图资进行最佳特征条件的匹配，找出最佳的淹水潜势图。本专利技术实施例中，由于经由数据的更新与不断学习，使得二维淹水潜势图数据库随着时间增加，成为巨量数据的等级。而巨量数据库的产生，亦可成为搜寻最佳的淹水潜势图之基础。请参阅图1，其显示本专利技术实施例中二维淹水潜势图数据库的优化方法的流程示意图，该方法包含如下步骤：步骤S10：从地理区域的历史降雨事件，模拟产生降雨事件的组体图。本专利技术实施例可以针对一个地理区域模拟该区域的淹水情形，在模拟该区域的淹水情形之前，需先取得该区域的降雨数据。在这方面，可以从气象资讯提供单位(例如中央气象台)取得此地理区域的历史降雨事件。在此，一个降雨事件定义为一个连续降雨期间的降雨，一个降雨事件的组体图可以包含一或多个降雨事件。举例来说，在梅雨季节或台风期间，可能会有多次降雨，一次连续性的降雨可视为一个降雨事件，而一个降雨事件的组体图可代表一个梅雨季节或一个台风的降雨情形。可以对该地理区域的历史降雨事件进行统计分析，得出该地理区域的降雨规律，并据此来模拟产生降雨事件的组体图，利用模拟方式可以产生大量的降雨事件的组体图，从而在后续步骤模拟出大量的淹水潜势图，有效增加数据库的样本数。步骤S12：利用该降雨事件的组体图，进行该地理区域的淹水模拟，以产生二维淹水潜势图，并将其存入数据库中。每个模拟出的降雨事件的组体图可以用来模拟该地理区域的淹水状况，此过程中，需配合该地理区域的水文和地文数据，水位数据例如河川的水位和流速等，地文数据例如等高线图或街道和建物位置等。二维淹水潜势图即代表采用该降雨事件的组体图，利用二维水理模式进行该地理区域的模拟得出的淹水情境。模拟产生的二维淹水潜势图存储于数据库中，后续可以通过在数据库中进行搜图，来预测该地理区域可能的淹水情形。步骤S14：根据该地理区域内各个测站之即时观测水位，从该数据库中，搜寻出最佳淹水潜势图。在此步骤中，可以对地理区域内各个测站的即时观测水位与数据库中每个二维淹水潜势图的模拟水位进行差异分析，比较不同时间点观测水位与模拟水位之间的差异程度及变化趋势，来找出最佳淹水潜势图，即代表该地理区域后续可能的淹水情形。前述最佳淹水潜势图的搜寻过程，可以通过特定的演算法来实现，此演算法可参下文描述。步骤S16：将新的降雨事件加入该地理区域的历史降雨事件中，并重复步骤S10至S14。该地理区域后续会有新的降雨事件，本专利技术实施例可以考虑该地理区域内新的降雨事件，从而增加该数据库的样本数，提升淹水潜势搜寻的准确度。具体来说，该地理区域内新的降雨事件可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：a.收集地理区域内各个测站之即时观测水位；b.利用处理器计算该地理区域内每一测站从现在时间点之前的一设定时间点至该现在时间点的观测水位与该二维淹水潜势图数据库中所有淹水图资之模拟水位的尺度差异指标；c.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之尺度差异指标平均值，并由小至大排序，选取对应之前面预定数目组的淹水图资；d.利用该处理器计算该地理区域内每一测站从该设定时间点至该现在时间点的观测水位与步骤c中所选取之该预定数目组淹水图资之模拟水位的时间趋势差异指标；e.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之时间趋势差异指标平均值，选取该时间趋势差异指标平均值最小者所对应之淹水图资，作为该设定时间点之代表淹水潜势图；f.利用该处理器计算该地理区域内所有测站于该现在时间点的观测水位与该代表淹水潜势图在同一时间点的模拟水位的平均误差值；以及g.从该设定时间点往后逐步增加作为新的设定时间点，并重复步骤b到f，利用该处理器计算出各设定时间点之代表淹水潜势图的平均误差值，并选取其最小者所对应之代表淹水潜势图，作为最佳淹水潜势图。

【技术特征摘要】
2016.06.28 TW 1051203751.一种在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：a.收集地理区域内各个测站之即时观测水位；b.利用处理器计算该地理区域内每一测站从现在时间点之前的一设定时间点至该现在时间点的观测水位与该二维淹水潜势图数据库中所有淹水图资之模拟水位的尺度差异指标；c.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之尺度差异指标平均值，并由小至大排序，选取对应之前面预定数目组的淹水图资；d.利用该处理器计算该地理区域内每一测站从该设定时间点至该现在时间点的观测水位与步骤c中所选取之该预定数目组淹水图资之模拟水位的时间趋势差异指标；e.利用该处理器计算该地理区域内所有测站之时间趋势差异指标平均值，选取该时间趋势差异指标平均值最小者所对应之淹水图资，作为该设定时间点之代表淹水潜势图；f.利用该处理器计算该地理区域内所有测站于该现在时间点的观测水位与该代表淹水潜势图在同一时间点的模拟水位的平均误差值；以及g.从该设定时间点往后逐步增加作为新的设定时间点，并重复步骤b到f，利用该处理器计算出各设定时间点之代表淹水潜势图的平均误差值，并选取其最小者所对应之代表淹水潜势图，作为最佳淹水潜势图。2.根据权利要求1所述的在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，其特征在于，所述方法更包含步骤：h.利用该地理区域内所有测站所观测到的观测水位，来修正该最佳淹水潜势图。3.根据权利要求1所述的在二维淹水潜势图数据库中搜寻淹水图资的方法，其特征在于：于步骤b中，该尺度差异指标以下式表示：if[θi-max(θl，min)]＝0，I＝0；othrewiseI＝1

【专利技术属性】
技术研发人员：许至璁，吴祥祯，张哲豪，高英勋，黄思玮，
申请(专利权)人：安研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71