一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法技术

本发明专利技术公开了一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，涉及水文预报技术领域，提出的三步耦合法，是一种可以使水文经验相关图这一传统技术向现代方式发生转变的通用解决方法。通过相关图象限的分割、旋转、关联和节点数值化处理，建立每个单象限图的三变数函数R＝f(P，Pa)。程序化查算时，以某象限的自变量P值和对应参变量Pa值查读该象限的节点数值摘录表，获取P值和Pa值的两邻近节点数值，再通过多次的线性插值，求出因变量R值，将其作为下一象限的自变量P值，再根据下一象限对应的参变量Pa和该象限的节点数值摘录表求出另一因变量R值，并以此R值作为再下一象限的自变量P值，依次类推，最后得出所需的预报值。

A Procedural Checking Method for Empirical Relevance Diagram of Hydrological Forecast

【技术实现步骤摘要】
一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法
本专利技术涉及水文预报
，具体涉及一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法。
技术介绍
水文经验相关图预报方法是一种传统的洪水水文预报方法，是最早出现在我国洪水预报上的最常用、研究最多的实用型经验方法，也是最原始的水文预报技术手段之一，具有操作直观、信息量大、使用灵活方便、精度较高、高度概化流域洪水特征等特点。它以经验点据定线，是对大量的各种各样错综复杂情况下水文监测数据的统计分析和科学归纳，以及大量预报经验的积累和运用，既具有一定的理论依据，又以大量实测水文资料为基础，并能充分结合本流域的河流水文特性，而且当下垫面等流域特性发生改变时，还可根据实际发生的情况随时进行方案修订，是我国水文预报人员长期实践工作经验的总结和凝练，是一种行之有效、预报精度较高的常用洪水作业预报方法。其成果表现形式和种类繁多，多以图表形式展示，通常是单象限或多象限与单一线条或多线簇组合成图，汇编装订成各种纸质图册。在过去相当长的时间里，因受查算工具的限制，水文预报人员在使用纸质方案图集时，一直处于手工查算、眼睛估读的原始状态，存在工作效率低下、人为主观任意性较大的弊端。人工查线读数对于单一线图来说问题不大，但如果是单象限多线簇图，而且数据点在两线条之间，目估本身就存在一定的视觉误差，人为主观任意性大，特别在查读多象限多线簇复杂相关图预报方案时，人工查线读数就十分地吃力，这种原始的人工查线读数方法极大地限制了水文预报经验相关图方法的发展使用。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，提出采用单象限三变数查算法、象限分割旋转关联法和公用轴线虚拟刻度法三步耦合的方法，将纸质版的水文经验相关图预报方案图集实现人工精确快速查算以及计算机程序化查算的通用解决方法。一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，包括：获取水文经验相关图，并根据所述水文经验相关图，建立水文经验相关图的直角坐标系，建立所述直角坐标系的公用轴线，分别为X轴和Y轴；根据直角坐标系，以所述X轴和所述Y轴为分界线，将水文经验相关图划分为多个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；分别赋予X轴和Y轴虚拟数值刻度，且保持所述第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中任意相邻的两个象限公用轴线虚拟数值刻度不变；以X轴和Y轴的交点为旋转中心分别将第二象限逆时针旋转270°、第三象限逆时针旋转180°、第一象限逆时针旋转90°，依次将第二象限、第三象限和第四象限旋转至第一象限的位置；建立第一象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，其中P为自变量且对应第一象限Y轴的虚拟刻度值，Pa为参变量且对应曲线条顶端端点值，R为因变量且对应第一象限X轴的虚拟刻度值，对第一象限进行节点数值化处理，取第一象限内某点M点在第一象限中所在位置由自变量P值和参变量Pa按不同情况、不同比例插值求出因变量R值，即M点对应的第一象限X轴的虚拟刻度值；建立旋转至第一象限处的第四象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以M点的R值作为第四象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第四象限的参变量Pa，求出对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值；建立旋转至第一象限处的第三象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以所述对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值作为第三象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第三象限的参变量Pa，求出对应的第三象限X轴的虚拟刻度值R值，即为所需的预报值。可选的，所述节点线平行于X轴，且数量为多条。可选的，当所述M点在曲线条Pa1上即Pa＝Pa1时：若M点与曲线条Pa1某个节点B重合即P＝P1，则M点R＝RB；若M点P已知在曲线条两邻近节点B、A之间即P1<P<P2时，由P1、P、P2按直线比例内插出M点R值，即可选的，当所述M点在两邻近曲线条Pa1～Pa2之间即Pa1<Pa<Pa2时：若M点在某条节点线P1上即P＝P1，由Pa1、Pa、Pa2按直线比例内插出M点R值，即若M点在两邻近节点线P1～P2之间即P1<P<P2，先根据M点P值在曲线条Pa1上找出两邻近节点A(P2，RA)、B(P1，RB)，由P1、P、P2按直线比例内插出一个E点，得到E点坐标(Pa1，RE)，然后再根据M点P值在曲线条Pa2上也找出两邻近节点D(P2，RD)、C(P1，RC)，由P1、P、P2按直线比例内插出一个F点，得到F点坐标(Pa2，RF),最后由Pa1、Pa、Pa2按直线比例内插出M点R值，即可选的，获取所述M点对应单一象限的R值需要N次，所述N≦3。可选的，获取所述M点对应多象限的R值需要KN次，所述K为多象限对应的象限数量，所述N≦3。本专利技术的优点在于：本专利技术技术提出采用单象限三变数查算法、公用轴线虚拟刻度法和象限分割旋转关联法，将纸质版的水文经验相关图预报方案图集实现计算机程序化查算的通用解决方法，实现了水文经验相关图的预报自动化，使这一传统技术向现代方式转变。经线条节点数值化处理后，连接水文实时水雨情遥测库，依次获取初始值和各象限参变量，可以实现类同水文模型般的自动化洪水预报。本方法不仅可以有效避免目估误差和人为查读的主观任意性，提高预报人员工作效率，将水文经验相关图查线读数由最多四个象限扩展到更多个，不再受限于最多四个参考因子，该技术方案必将推动和促进水文经验相关图预报方法的进一步发展及应用。附图说明图1为本专利技术具体实施例中以单象限水文经验图为例的示意图；图2为本专利技术具体实施例中以单象限水文经验图为例采用单象限三变数查算法的流程示意图；图3为本专利技术具体实施例中以三象限水文经验图为例的示意图。具体实施方式为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。作为一个实施例，本专利技术提出一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，包括：获取水文经验相关图，并根据所述水文经验相关图，建立水文经验相关图的直角坐标系，建立所述直角坐标系的公用轴线，分别为X轴和Y轴；根据直角坐标系，以所述X轴和所述Y轴为分界线，将水文经验相关图划分为多个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；分别赋予X轴和Y轴虚拟数值刻度，且保持所述第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中任意相邻的两个象限公用轴线虚拟数值刻度不变；以X轴和Y轴的交点为旋转中心分别将第二象限逆时针旋转270°、第三象限逆时针旋转180°、第一象限逆时针旋转90°，依次将第二象限、第三象限和第四象限旋转至第一象限的位置；建立第一象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，其中P为自变量且对应第一象限Y轴的虚拟刻度值，Pa为参变量且对应曲线条顶端端点值，R为因变量且对应第一象限X轴的虚拟刻度值，对第一象限进行节点数值化处理，取第一象限内某点M点在第一象限中所在位置由自变量P值和参变量Pa按不同情况、不同比例插值求出因变量R值，即M点对应的第一象限X轴的虚拟刻度值；建立旋转至第一象限处的第四象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以M点的R值作为第四象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第四象限的参变量Pa，求出对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值；建立旋转至第一象限处的第三象限的三变数函数R＝f(P，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，其特征在于，包括：获取水文经验相关图，并根据所述水文经验相关图，建立水文经验相关图的直角坐标系，建立所述直角坐标系的公用轴线，分别为X轴和Y轴；根据直角坐标系，以所述X轴和所述Y轴为分界线，将水文经验相关图划分为多个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；分别赋予X轴和Y轴虚拟数值刻度，且保持所述第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中任意相邻的两个象限公用轴线虚拟数值刻度不变；以X轴和Y轴的交点为旋转中心分别将第二象限逆时针旋转270°、第三象限逆时针旋转180°、第一象限逆时针旋转90°，依次将第二象限、第三象限和第四象限旋转至第一象限的位置；建立第一象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，其中P为自变量且对应第一象限Y轴的虚拟刻度值，Pa为参变量且对应曲线条顶端端点值，R为因变量且对应第一象限X轴的虚拟刻度值，对第一象限进行节点数值化处理，取第一象限内某点M点在第一象限中所在位置由自变量P值和参变量Pa按不同情况、不同比例插值求出因变量R值，即M点对应的第一象限X轴的虚拟刻度值；建立旋转至第一象限处的第四象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以M点的R值作为第四象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第四象限的参变量Pa，求出对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值；建立旋转至第一象限处的第三象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以所述对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值作为第三象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第三象限的参变量Pa，求出对应的第三象限X轴的虚拟刻度值R值，即为所需的预报值。...

【技术特征摘要】
1.一种水文预报经验相关图实现程序化查算方法，其特征在于，包括：获取水文经验相关图，并根据所述水文经验相关图，建立水文经验相关图的直角坐标系，建立所述直角坐标系的公用轴线，分别为X轴和Y轴；根据直角坐标系，以所述X轴和所述Y轴为分界线，将水文经验相关图划分为多个象限，分别为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；分别赋予X轴和Y轴虚拟数值刻度，且保持所述第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中任意相邻的两个象限公用轴线虚拟数值刻度不变；以X轴和Y轴的交点为旋转中心分别将第二象限逆时针旋转270°、第三象限逆时针旋转180°、第一象限逆时针旋转90°，依次将第二象限、第三象限和第四象限旋转至第一象限的位置；建立第一象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，其中P为自变量且对应第一象限Y轴的虚拟刻度值，Pa为参变量且对应曲线条顶端端点值，R为因变量且对应第一象限X轴的虚拟刻度值，对第一象限进行节点数值化处理，取第一象限内某点M点在第一象限中所在位置由自变量P值和参变量Pa按不同情况、不同比例插值求出因变量R值，即M点对应的第一象限X轴的虚拟刻度值；建立旋转至第一象限处的第四象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以M点的R值作为第四象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第四象限的参变量Pa，求出对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值；建立旋转至第一象限处的第三象限的三变数函数R＝f(P，Pa)，以所述对应的第四象限X轴的虚拟刻度值R值作为第三象限Y轴的虚拟刻度值P值，结合第三象限的参变量Pa，求出对应的第三象限X轴的虚拟刻度值R值，即为所需的预报值。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，周艏，赖壹，许小娟，
申请(专利权)人：广东省水文局韶关水文分局，
类型：发明
国别省市：广东,44