一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法技术

本发明专利技术提供一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，包括以下步骤：S1：输入地理信息数据；S2：裁剪栅格数据：提取每个区域的Polygon数据，并对土地利用栅格数据和人口密度栅格数据进行掩膜裁剪操作；分别计算行政区内各流域的人口比例和各类土地利用面积比例；S3：输入统计数据：输入行政区的城镇与农村人口统计数据以及各项用水量数据；S4：划分用水量：计算各流域的当前城镇人口和农村人口数量；计算行政区内各流域的各项用水量，从而将用水量按照流域单元划分。本发明专利技术提供一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，解决了目前测算行政区域在流域内的用水量的主要手段是经验性的方法，还未形成一种通用的方法的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法


[0001]本专利技术涉及水资源管理
，更具体的，涉及一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法。

技术介绍

[0002]水量分配能有效地促进提高水资源利用效率，在水量分配方案的制定中，需要综合考虑行政区域在流域内的用水当前情况。目前，我国仅对大流域的用水量进行统计，并公布相关流域的水资源公报，而小流域的各行政单元的流域内用水量并未进行公布。因此，在制定小流域的水量分配方案时，需要对行政区域在流域内的用水量进行合理测算，作为水量分配方案的依据。目前测算行政区域在流域内的用水量的主要手段是经验性的方法，还未形成一种通用的方法。
[0003]现有技术中，如2018
‑
04
‑
06公开的中国专利，一种城镇化下平原区分布式产流计算方法，公开号为CN107886444A，相对于传统技术方法，可直接通过空间数据(土地利用、子流域边界、行政区边界)实现产流量的计算，但不适用于测算行政区域在流域内的用水量。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服目前测算行政区域在流域内的用水量的主要手段是经验性的方法，还未形成一种通用的方法的技术缺陷，提供一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，包括以下步骤：
[0007]S1：输入地理信息数据；
[0008]所述地理信息数据包括行政区流域边界数据、土地利用栅格数据和人口密度栅格数据；
[0009]S2：裁剪栅格数据：
[0010]提取行政区流域边界数据中每个区域的Polygon数据，并根据每个区域的Polygon数据对土地利用栅格数据和人口密度栅格数据进行掩膜裁剪操作；
[0011]根据经过掩膜裁剪操作之后的土地利用栅格数据和人口密度栅格数据分别计算行政区内各流域的人口比例和各类土地利用面积比例；
[0012]S3：输入统计数据：
[0013]输入行政区的城镇与农村人口统计数据以及各项用水量数据；
[0014]S4：划分用水量：
[0015]根据行政区内各流域的人口比例，计算各流域的当前城镇人口和农村人口数量；
[0016]根据行政区内各流域的各类土地利用面积比例以及当前城镇人口和农村人口数量，计算行政区内各流域的各项用水量，从而将用水量按照流域单元划分。
[0017]优选的，在步骤S2中，通过以下公式进行掩膜裁剪操作：
[0018][0019]其中，R
raster
为栅格数据，为行政区流域边界矢量图形的第i个对象，i＝1,2,...,N，N为行政区流域边界矢量图形中的对象总数，M
i
为R
raster
使用进行掩膜裁剪操作的区域栅格数据，若没有重叠区域，则M
i
为空。
[0020]优选的，在步骤S2中，行政区内各流域的各类土地利用面积比例包括行政区内各流域的耕地面积比例、林地面积比例和建设用地面积比例。
[0021]优选的，在步骤S4中，通过以下公式计算各流域的当前城镇人口和农村人口数量：
[0022]P
ba sin
＝k
ba sin
×
P
district
[0023]其中，P
ba sin
为行政区内流域的当前城镇人口或农村人口数，k
ba sin
为行政区内流域的人口数比例，P
district
为行政区的城镇人口或农村人口数。
[0024]优选的，在步骤S4中，根据以下公式计算行政区内各流域的各项用水量：
[0025][0026]其中，为行政区内流域i的各项用水量，为行政区内流域i相应用水量划分比例，W
district
为行政区的各项用水量。
[0027]优选的，各项用水量包括农田灌溉用水量、林牧渔业用水量、工业用水量、城镇公共用水量、居民生活用水量和生态环境用水量。
[0028]优选的，
[0029]农田灌溉用水量根据耕地面积比例计算；
[0030]林牧渔业用水量根据林地面积比例计算；
[0031]工业用水量根据城镇建设用地面积比例计算；
[0032]城镇公共用水量根据城镇人口比例计算；
[0033]居民生活用水量根据总人口比例计算；
[0034]生态环境用水量根据城镇人口比例计算。
[0035]优选的，还包括根据经过掩膜裁剪操作之后的土地利用栅格数据进行地图要素可视化。
[0036]优选的，进行地图要素可视化包括以下步骤：
[0037]S5.1：构建土地利用图的画布；
[0038]S5.2：在画布上依次绘制每个区域的土地利用图；
[0039]S5.3：在画布上绘制行政区流域边界；
[0040]S5.4：构建指向标的矢量图形，并将指向标绘制在土地利用图上，以及添加图例，得到绘制好的土地利用图；
[0041]S5.5：保存绘制好的土地利用图。
[0042]优选的，在步骤S5.3中，还包括：
[0043]根据以下公式设置土地利用图的图框x轴和y轴的范围，使得行政区流域边界的图框内两侧留有空白：
[0044]X
max
＝max(lon)+[max(lon)
‑
min(lon)]/8
[0045]X
min
＝min(lon)
‑
[max(lon)
‑
min(lon)]/8
[0046]Y
max
＝max(lat)+[max(lat)
‑
min(lat)]/8
[0047]Y
min
＝min(lat)
‑
[max(lat)
‑
min(lat)/8
[0048]其中，X
max
为x轴范围的最大值，X
min
为x轴范围的最小值，Y
max
为y轴范围的最大值，Y
min
为y轴范围的最小值，lon为行政区边界的经度，lat为行政区边界的纬度。
[0049]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0050]本专利技术提供了一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，根据行政区的各项用水量，利用各流域的各类土地利用面积比例以及当前城镇人口和农村人口数量计算各流域的各项用水量，规避了经验性的测算方法。
附图说明
[0051]图1为本专利技术的技术方案实施步骤流程图；
[0052]图2为本专利技术中输入的数据文件的示意图；
[0053]图3为本专利技术中一实施的潮州市县级行政区示意图；
[0054]图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：输入地理信息数据；所述地理信息数据包括行政区流域边界数据、土地利用栅格数据和人口密度栅格数据；S2：裁剪栅格数据：提取行政区流域边界数据中每个区域的Polygon数据，并根据每个区域的Polygon数据对土地利用栅格数据和人口密度栅格数据进行掩膜裁剪操作；根据经过掩膜裁剪操作之后的土地利用栅格数据和人口密度栅格数据分别计算行政区内各流域的人口比例和各类土地利用面积比例；S3：输入统计数据：输入行政区的城镇与农村人口统计数据以及各项用水量数据；S4：划分用水量：根据行政区内各流域的人口比例，计算各流域的当前城镇人口和农村人口数量；根据行政区内各流域的各类土地利用面积比例以及当前城镇人口和农村人口数量，计算行政区内各流域的各项用水量，从而将用水量按照流域单元划分。2.根据权利要求1所述的一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，其特征在于，在步骤S2中，通过以下公式进行掩膜裁剪操作：其中，R
raster
为栅格数据，为行政区流域边界矢量图形的第i个对象，i＝1,2,...,N，N为行政区流域边界矢量图形中的对象总数，M
i
为R
raster
使用进行掩膜裁剪操作的区域栅格数据，若没有重叠区域，则M
i
为空。3.根据权利要求1所述的一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，其特征在于，在步骤S2中，行政区内各流域的各类土地利用面积比例包括行政区内各流域的耕地面积比例、林地面积比例和建设用地面积比例。4.根据权利要求1所述的一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，其特征在于，在步骤S4中，通过以下公式计算各流域的当前城镇人口和农村人口数量：P
basin
＝k
basin
×
P
district
其中，P
basin
为行政区内流域的当前城镇人口或农村人口数，k
basin
为行政区内流域的人口数比例，P
district
为行政区的城镇人口或农村人口数。5.根据权利要求1所述的一种基于地理信息数据的流域单元用水量划分方法，其特征在于，在步骤S4中，根据以下公式计算行政区内各流域的各项用水量：其中，为行政区内流域i的各项用水量，为行政区内流域i相应用水量划分比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铜铁钢，陈泽鑫，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：