一种洪水风险图的优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种洪水风险图的优化方法及系统，涉及洪水风险分析和水利信息化领域。本发明专利技术总结多个洪水风险图锯齿和孤岛出现情况，针对其共性提出本发明专利技术技术方案，即首先生成初始洪水风险图，然后筛选出符合锯齿和孤岛情况的第一目标网格和第二目标网格，并根据其周围网格的水深对目标网格的水深进行赋值，从而消除锯齿和孤岛。本发明专利技术通过提供的洪水风险图的优化方法及系统输出优化后的风险要素数据，且存储于文本文件，只需复制到原模型计算结果数据列表中即可进行洪水风险图图件绘制及洪水影响和损失评估分析，操作简单，效果很好，可自动消除锯齿和孤岛现象，用来提高洪水风险图的准确度，可为防汛决策和灾情评估提供重要支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种洪水风险图的优化方法及系统
本专利技术涉及洪水风险分析和水利信息化领域，特别是涉及一种洪水风险图的优化方法及系统。
技术介绍
洪水风险图是一种重要的非工程减灾措施，广泛的应用于洪泛区管理、防洪规划与应急决策、灾情评估、居民避险、土地利用开发、灾害保险、公共减灾对策以及灾害教育与宣传。洪水风险图包括基本风险图、专题风险图和综合风险图。基本风险图是指标识反映各种基本风险要素(淹没范围、水深、流速、淹没历时等反映洪水自然特征要素)的风险图。专题风险图是指在基本风险图基础上将不同承灾体信息与致灾因子叠加而成，针对防洪调度、居民避险、城市规划、交通调度、建设开发、保险等不同要求编制的风险图，反映某些特定承灾体的洪水风险。综合风险图是综合表现致灾因子、承灾体和防灾能力的洪水风险图，融合反映自然地理、防洪建设和社会经济发展等多个方面的信息。洪水风险图的基本风险要素通过洪水分析计算得到，通常采用模型计算的方法，二维地形网格剖分可采用规则网格和不规则网格，网格的大小及数量，直接影响模型计算结果精度及计算时间，在《洪水风险图编制技术细则》中对网格尺度有具体要求。当洪水分析计算采用不规则三角形网格时，很多图件在干湿交界处出现了锯齿现象。该现象是由于三角形网格的特性引起的，不符合实际且影响图件美观。孤岛现象是由地形引起的，洪水到来时，首先淹没较低的地方，地势略高的突起处没有淹没，而四周地势较低的区域均已淹没，从而形成孤岛，该现象符合实际情况。但是在进行洪水影响与损失评估分析时，由于孤岛处没有淹没，该区域将不计入统计。但在实际情况中，虽然孤岛处没有被淹没，但四周均已淹没，孤岛区域上的居民生产生活同样会受到影响，也应属于被洪水影响区域，在进行洪水影响与损失评估分析时，应该计入这部分区域。合理的洪水影响及损失评估数据，是防汛等部门进行防汛决策和灾情评估的重要依据。解决锯齿现象的现有技术为采用ARCGIS软件对初始风险要素数据进行加密插值处理的方法，用尽可能多的网格逼近真实淹没边界。该方法的缺点是：流程繁琐，网格越多，生成时间越长，且适用性差，在大多数项目中，该方法不能解决锯齿现象。解决孤岛现象的现有技术为手动修改，该方法的缺点是：适用性非常有限，只有当洪水分析计算的网格数量较少时，才可使用，但多数区域洪水分析计算的网格数量较大，大多在十几到几十万个，有些区域的网格数量甚至达到百万以上，手动修改解决孤岛现象几乎成为不可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种洪水风险图的优化方法及系统，可自动消除锯齿和孤岛现象，用来提高洪水风险图的准确度，为防汛部门进行防汛决策提供重要依据。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种洪水风险图的优化方法，所述优化方法包括：获取网格拓扑结构数据及初始网格淹没水深数据，所述初始网格淹没水深数据包括：网格编号、中心点坐标和网格初始淹没水深；将所述网格拓扑结构数据和所述初始网格淹没水深数据一一对应，生成初始洪水风险图；选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，所述第一目标网格的水深为0，且与其相邻的三个网格中有两个网格的水深大于0，另一个网格的水深为0；其中，所述第一目标网格为三角形网格；将所述第一目标网格的水深设置为其相邻两个水深大于0的网格的水深的平均值；返回步骤选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，直至不存在所述第一目标网格为止。可选的，所述优化方法还包括：选取第二目标网格，所述第二目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格的水深均大于0；所述第二目标网格为三角形或者四边形；将所述第二目标网格的水深设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。可选的，所述优化方法还包括：判断是否存在多目标网格，得到第一判断结果，所述多目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格形成闭合区域且水深均大于0；若所述第一判断结果表示存在所述多目标网格，将所述多目标网格的水深均设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。可选的，所述多目标网格包括多个三角形网格或者多个四边形网格。可选的，所述判断是否存在多目标网格，具体包括：选取边界网格，所述边界网格的一个边为计算范围边界，且水深为0；标记所述边界网格；标记与所述边界网格相邻的且水深为0的网格；标记与被标记网格相邻且水深为0的网格；确定没有标记且水深为0的网格即为多目标网格。可选的，所述优化方法还包括：将优化后的网格淹没水深数据输出为文本文件，所述网格淹没水深数据包括：网格编号，中心点坐标、网格初始淹没水深和优化后网格淹没水深。可选的，所述网格拓扑结构数据和所述初始网格淹没水深数据均为文本文件。一种洪水风险图的优化系统，包括：数据获取模块，用于获取网格拓扑结构数据及初始网格淹没水深数据，所述初始网格淹没水深数据包括：网格编号、中心点坐标和网格初始淹没水深；初始洪水风险图生成模块，用于将所述网格拓扑结构数据和所述初始网格淹没水深数据一一对应，生成初始洪水风险图；第一目标网格选取模块，用于选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，所述第一目标网格的水深为0，且与其相邻的三个网格中有两个网格的水深大于0，另一个网格的水深为0；其中，所述第一目标网格为三角形网格；第一设置模块，用于将所述第一目标网格的水深设置为其相邻两个水深大于0的网格的水深的平均值；返回模块，用于返回步骤选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，直至不存在所述第一目标网格为止。可选的，所述优化系统还包括：第二目标网格选取模块，用于选取第二目标网格，所述第二目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格的水深均大于0；所述第二目标网格为三角形或者四边形；第二设置模块，用于将所述第二目标网格的水深设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。可选的，所述优化系统还包括：第一结果判断模块，用于判断是否存在多目标网格，得到第一判断结果，所述多目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格形成闭合区域且水深均大于0；第三设置模块，用于若所述第一判断结果表示存在所述多目标网格，将所述多目标网格的水深均设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的洪水风险图的优化方法及系统输出优化后的风险要素数据，且存储于文本文件，只需复制到原模型计算结果数据列表中即可进行洪水风险图图件绘制及洪水影响和损失评估分析，操作简单，效果很好，可自动消除锯齿和孤岛现象，用来提高洪水风险图的准确度，为防汛等部门防汛决策和灾情评估提供重要依据。本专利技术的输入数据简单，一个为洪水分析计算网格的拓扑关系文件，为文本文件，构建地形网格时已生成，只需要转存为文本格式即可；另一个为模型计算初始风险要素数据，为文本文件，内容为网格编号，中心点坐标、网格初始淹没水深，这些数据从模型计算结果中提取，提取步骤简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术洪水风险图的优化方法的流程图；图2为本专利技术洪水风险图的优化系统的结构连接图；图3为本专利技术水风险图优化方法的程序流程总图；图4-a为第一种锯齿情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洪水风险图的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：获取网格拓扑结构数据及初始网格淹没水深数据，所述初始网格淹没水深数据包括：网格编号、中心点坐标和网格初始淹没水深；将所述网格拓扑结构数据和所述初始网格淹没水深数据一一对应，生成初始洪水风险图；选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，所述第一目标网格的水深为0，且与其相邻的三个网格中有两个网格的水深大于0，另一个网格的水深为0；其中，所述第一目标网格为三角形网格；将所述第一目标网格的水深设置为其相邻两个水深大于0的网格的水深的平均值；返回步骤选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，直至不存在所述第一目标网格为止。

【技术特征摘要】
1.一种洪水风险图的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：获取网格拓扑结构数据及初始网格淹没水深数据，所述初始网格淹没水深数据包括：网格编号、中心点坐标和网格初始淹没水深；将所述网格拓扑结构数据和所述初始网格淹没水深数据一一对应，生成初始洪水风险图；选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，所述第一目标网格的水深为0，且与其相邻的三个网格中有两个网格的水深大于0，另一个网格的水深为0；其中，所述第一目标网格为三角形网格；将所述第一目标网格的水深设置为其相邻两个水深大于0的网格的水深的平均值；返回步骤选取所述初始洪水风险图中的第一目标网格，直至不存在所述第一目标网格为止。2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括：选取第二目标网格，所述第二目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格的水深均大于0；所述第二目标网格为三角形或者四边形；将所述第二目标网格的水深设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括：判断是否存在多目标网格，得到第一判断结果，所述多目标网格的水深为0，且与其相邻的所有网格形成闭合区域且水深均大于0；若所述第一判断结果表示存在所述多目标网格，将所述多目标网格的水深均设置为与其相邻的水深大于0的网格的水深的平均值。4.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，所述多目标网格包括多个三角形网格或者多个四边形网格。5.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，所述判断是否存在多目标网格，具体包括：选取边界网格，所述边界网格的一个边为计算范围边界，且水深为0；标记所述边界网格；标记与所述边界网格相邻的且水深为0的网格；标记与被标记网格相邻且水深为0的网格；确定没有标记且水深为0的网格即为多目标网格。6.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗秋实，沈洁，崔振华，万占伟，吴默溪，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41