基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，其特征在于，包括如下步骤：获取目标地块的气候数据、水文数据、地形数据。根据气候数据、水文数据、地形数据建立目标地块的物理模型。将物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型。通过NDVI指数对计算网格模型进行迭代计算，从而得到目标地块的物理变量。将目标地块划分为多个地块单元，从而得到每个地块单元的单元物理变量。对单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，从而得到单元物理变量与环境变量的匹配度，再根据匹配度的高低从而得到每个地块单元的地块评分，进一步根据地块评分的高低选择每个地块单元最适合的地块功能，从而对目标地块进行区域划分。

Waterfront landscape design method based on numerical simulation hydrological analysis

The invention provides a waterfront landscape design method based on numerical simulation hydrological analysis, and its characteristics include the following steps: acquiring climatic data, hydrological data and topographic data of the target plot. According to climate data, hydrological data and topographic data, the physical model of target block is established. The physical model is meshed and discretized into computational grid model. The physical variables of the target block can be obtained by iterating the computational grid model with NDVI index. By dividing the target block into several block units, the unit physical variables of each block unit are obtained. The matching degree between unit physical variables and environmental variables is obtained by matching the unit physical variables with the environmental variables needed to realize the function of the block. Then, according to the matching degree, the block score of each block unit can be obtained. Further, the most suitable block function of each block unit can be selected according to the level of the block score, so that the target block can be divided into regions.

【技术实现步骤摘要】
基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法
本专利技术涉及计算数值模拟分析方法，具体涉及基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，属于区域规划设计领域。
技术介绍
河流是最重要的生态廊道之一，滨水区的自然因素能够使人与环境间达到和谐、平衡的发展。滨水区往往因其在城市中具有开阔的水面空间成为旅游者和当地居民喜好的休闲区域，因而具有高品质的游憩、旅游资源和潜质。以水域为中心，往往构成最具活力的开放性社区，形成丰富的城市生活肌理。通常滨水地区的景观设计由设计师的根据设计经验来进行区域划分，所划分的区域与地块所需实现的功能的匹配度不高，缺乏生态性。本专利技术采用NDVI作为评价指数模拟预测滨水地区格局的动态变化，采用数值模拟分析和区块功能匹配对应分析两种方法对滨水地区规划与水文特征的相关性进行分析，选择适宜的地块功能，从而对地块进行区域划分，旨在为滨水地区的区域划分提供理论依据。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，用于对目标地块按照功能进行区域划分，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获取目标地块的气候数据；步骤S2，获取目标地块的水文数据；步骤S3，获取目标地块的地形数据，地形数据包含至少两个细节层次；步骤S4，将地形数据及水文数据导入建模软件从而建立目标地块的物理模型并且根据气候数据及水文数据设置物理模型的初始物理条件和边界；步骤S5，将物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型；步骤S6，将计算网格模型导入计算数值仿真软件，通过NDVI指数对计算网格模型进行迭代计算，从而得到目标地块的物理变量；步骤S7，将目标地块划分为多个地块单元，从而得到每个地块单元的单元物理变量；步骤S8，通过计算机对单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，从而得到单元物理变量与环境变量的匹配度，再根据匹配度的高低从而得到每个地块单元的地块评分，进一步根据地块评分的高低选择每个地块单元最适合的地块功能，从而对目标地块进行区域划分。本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，还可以具有这样的特征：其中，单元物理变量包含多个单项单元物理变量，每个单项单元物理变量与环境变量中相对应的单项环境变量进行匹配，从而得到每个地块单元的单项单元物理变量评分，将地块单元的每个单项单元物理变量评分相加从而得到地块评分。本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，还可以具有这样的特征：其中，单项单元物理变量为每个地块单元的温度、风速、湿度以及气压。本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，还可以具有这样的特征：其中，气候数据包含通过气象仪器所获得的目标地块的气候系统的原始资料以及根据原始资料所整编的资料。本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，还可以具有这样的特征：其中，地形数据为通过卫星遥感技术获得目标地块的遥感影像图。本专利技术提供了一种基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，还可以具有这样的特征：其中，水文数据包含多个通过观测及计算研究所得的目标地块的单项水文数据以及根据单项水文数据所求得的单项水文数据的最大值、最小值、平均值、总量、过程线和等值线，单项水文数据为所述目标地块的降水量、蒸发量、水位、流量以及含沙量。专利技术作用与效果根据本专利技术的基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，由于获取了目标地块的气候数据、水文数据以及地形数据，因此能够将地形数据及水文数据导入建模软件从而建立目标地块的物理模型并且根据气候数据及水文数据设置物理模型的初始物理条件和边界。由于地形数据包含至少两个层次，因此能够满足计算数值模拟所需的各种虚拟场景需求。由于将物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型，因此能够将计算网格模型导入计算数值仿真软件，通过NDVI指数对计算网格模型进行迭代计算，从而得到目标地块的物理变量。由于使用计算机进行迭代计算，因此计算的效率更高，结果更准确。由于将目标地块划分为多个地块单元，因此能够得到每个地块单元的单元物理变量。由于对单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，因此能够根据地块评分的高低选择每个地块单元最适合的地块功能，从而对目标地块进行区域划分。由于通过计算机进行迭代计算和大数据算法，因此计算的效率更高，计算的结果更加准确。由于通过计算机进行匹配评分，因此匹配评分的效率更高，结果更准确。附图说明图1是本专利技术的物理模型示意图；图2是本专利技术的计算网格模型示意图；图3是本专利技术的风向分布示意图；图4是本专利技术的风速分布示意图。图中，10-江心岛；20-水域；30-陆地。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本专利技术的基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法作具体阐述。如图1和图2所示，本实施例中的目标地块包含江心岛10、水域20以及陆地30。如图1～图4所示，本实施例中的滨水景观设计方法，包括如下步骤：步骤S1，通过气象仪器获得的目标地块的气候系统的原始资料并对原始资料进行整编，从而得到目标地块的气候数据；步骤S2，通过观测及计算研究得到目标地块的单项水文数据并且根据单项水文数据计算求得每个单项水文数据的最大值、最小值、平均值、总量、过程线和等值线，从而得到目标地块的水文数据，单项水文数据包含目标地块的降水量、蒸发量、水位、流量以及含沙量；步骤S3，通过卫星遥感技术得到目标地块的卫星遥感图，从而得到具有两个细节层次的地形数据；步骤S4，将地形数据及水文数据导入建模软件，按比例建立目标地块的物理模型，并且根据气候数据及水文数据设置物理模型的初始物理条件和边界；步骤S5，将物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型；步骤S6，将计算网格模型导入计算数值仿真软件，通过NDVI指数对计算网格模型进行迭代计算，从而得到目标地块的地块物理变量；步骤S7，将目标地块划分为多个地块单元，从而得到每个地块单元的单元物理变量；步骤S8，通过计算机使用大数据算法对单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，从而得到单元物理变量与环境变量的匹配度，再根据匹配度的高低从而得到每个地块单元的地块评分，进一步根据地块评分的高低选择每个地块单元最适合的地块功能，从而对目标地块进行区域划分。其中，步骤S3中遥感影像提供了大尺度评估地面物种多样性的途径，栖息地状态、变化趋势、辨识群落结构、动态、物种提供了可能。用NDVI与NPP的关联性，进一步建立NDVI与物种多样性的关系。步骤S5中的计算网格模型的质量能够满足多限元计算的精度要求，计算网格模型的质量越高，计算结果的精度就越高。步骤S6中NDVI作为评价的指数，NDVI具体的定义如下：NDVI＝(ρNIR-ρR)/(ρNIR+ρR)NDVI与NPP的关联性，进一步建立NDVI与物种多样性的关系。NIR和R分别为近红外波段和红波段处的反射率值，和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表净初级生产力等密切相关。-1<＝NDVI<＝1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等；正值越大，植被覆盖度越好。具体的计算步骤为：1.选择二分像元模型来估算植被覆盖度，二分像元模型是.一种简单且实用的遥感模型。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，用于对目标地块按照用途进行区域划分，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获取所述目标地块的气候数据；步骤S2，获取所述目标地块的水文数据；步骤S3，获取所述目标地块的地形数据，所述地形数据包含至少两个细节层次；步骤S4，将所述地形数据及所述水文数据导入建模软件从而建立所述目标地块的物理模型并且根据所述气候数据及所述水文数据设置所述物理模型的初始物理条件和边界；步骤S5，将所述物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型；步骤S6，将所述计算网格模型导入计算数值仿真软件，通过NDVI指数对所述计算网格模型进行迭代计算，从而得到所述目标地块的物理变量；步骤S7，将所述目标地块划分为多个地块单元，从而得到每个所述地块单元的单元物理变量；步骤S8，通过计算机对所述单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，从而得到所述单元物理变量与所述环境变量的匹配度，再根据所述匹配度的高低从而得到每个所述地块单元的地块评分，进一步根据所述地块评分的高低选择每个所述地块单元最适合的所述地块功能，从而对目标地块进行区域划分。

【技术特征摘要】
1.基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，用于对目标地块按照用途进行区域划分，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，获取所述目标地块的气候数据；步骤S2，获取所述目标地块的水文数据；步骤S3，获取所述目标地块的地形数据，所述地形数据包含至少两个细节层次；步骤S4，将所述地形数据及所述水文数据导入建模软件从而建立所述目标地块的物理模型并且根据所述气候数据及所述水文数据设置所述物理模型的初始物理条件和边界；步骤S5，将所述物理模型进行网格划分并离散成计算网格模型；步骤S6，将所述计算网格模型导入计算数值仿真软件，通过NDVI指数对所述计算网格模型进行迭代计算，从而得到所述目标地块的物理变量；步骤S7，将所述目标地块划分为多个地块单元，从而得到每个所述地块单元的单元物理变量；步骤S8，通过计算机对所述单元物理变量与实现地块功能所需的环境变量进行匹配，从而得到所述单元物理变量与所述环境变量的匹配度，再根据所述匹配度的高低从而得到每个所述地块单元的地块评分，进一步根据所述地块评分的高低选择每个所述地块单元最适合的所述地块功能，从而对目标地块进行区域划分。2.根据权利要求1所述的基于数值模拟水文分析的滨水景观设计方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，李瑜，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31