一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法，其系统包括：第一确定模块，用于对跨界河流的河流分布进行初步确定，并确定每条子河流的水文测站分布；类型匹配模块，用于根据水文测站分布以及对应子河流的河流信息，向对应子河流匹配对应的河流类型；仿真模块，用于按照河流类型，确定对应子河流的当前仿真方式，并按照当前仿真方式，对对应子河流进行水文仿真。基于河流类型，并采用不同的仿真方式对子河流进行仿真，保证仿真的针对性，确保仿真的可靠性。确保仿真的可靠性。确保仿真的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及水文仿真
，特别涉及一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]我国周边跨界地区的河流众多，这些河流境内流域面积占到国土总面积的三分之一以上，涉及的国家近20个。这些跨界河流不仅将我国与邻国的资源利用与生态环境保护联系在一起，而且也是我国对外开放的一个重要陆上窗口和经济通道，不少河流已成为本区域经济发展和文化交往的一个重要纽带。
[0003]我国的跨界河流主要分布在东北、西北和西南地区，跨界河流年径流量占全国河川径流总量的40％以上，但跨界河流水资源的开发利用水平却远远低于其他河流，究其原因，主要是跨界河流大多数地处偏远地区，河流气象水文和径流特征缺少系统的资料，不为人们掌握。基础资料的缺少导致我国与周边国家对这些河流的跨境资源环境本底不清，关键信息缺失，难于对我国的地缘政治和经济合作提供有效的决策支持。
[0004]近年来，遥感技术的发展为解决跨界河流基础资料缺失的问题提供了解决方案。一方面，基于遥感提取或反演流域水文相关变量的技术随着计算机和卫星遥感技术的发展日益成熟，这些变量包括植被覆盖、地形地貌、河网水系等下垫面因子，降水量、气温、积雪、蒸散发、土壤水等水文气象因子。另一方面，耦合遥感的流域分布式水文模型是水文遥感定量化发展的必然趋势。从目前的遥感数据条件和水循环要素遥感反演技术看，遥感数据已基本可涵盖大多数水文模型对输入数据的需求，结合必要地面水文观测资料支持来实现遥感数据驱动的流域水文模拟技术上已经可以实现，并越来越多的得到应用，随着遥感数据产品精度的提升，水文模拟的精度也越来越高。
[0005]因此，本专利技术提出一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统及方法，用以解决上述提出的技术问题。
[0007]本专利技术提供一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统，包括：
[0008]第一确定模块，用于对跨界河流的河流分布进行初步确定，并确定每条子河流的水文测站分布；
[0009]类型匹配模块，用于根据水文测站分布以及对应子河流的河流信息，向对应子河流匹配对应的河流类型；
[0010]仿真模块，用于按照所述河流类型，确定对应子河流的当前仿真方式，并按照所述当前仿真方式，对对应子河流进行水文仿真。
[0011]在一种可能实现的方式中，所述水文测站分布包括：对应子河流设置的水文测站对该子河流进行全方位的覆盖、对应子河流设置的水文测站对该子河流进行半方位的覆盖
以及对应子河流未设置水文测站。
[0012]在一种可能实现的方式中，所述河流类型包括：河流类型一、河流类型二以及河流类型三；
[0013]其中，所述河流类型一与对应子河流中全方位设置的水文测站有关；
[0014]所述河流类型二与对应子河流中半方位设置的水文测站有关；
[0015]所述河流类型三与对应子河流中未设置的水文测站有关。
[0016]在一种可能实现的方式中，所述仿真模块，包括：
[0017]第一仿真单元，用于当所述河流类型为河流类型一时，按照对应子河流中全方位设置的水文测站测量的第一水文数据，来对对应子河流进行第一仿真；
[0018]第一输出单元，用于将第一仿真结果进行输出显示。
[0019]在一种可能实现的方式中，所述仿真模块，还包括：
[0020]第一构建单元，用于当所述河流类型为河流类型二时，获取对应子河流设置水文测站所获取的第一遥感数据，基于所述第一遥感数据构建对应子河流的第一分布式水文模型；
[0021]移植单元，用于按照对应子河流中半方位设置的水文测站测量的第二水文数据，对所述第一分布式水文模型进行参数的率定和验证，并将率定与验证后的参数移植到进行半方位设置水文测站的子河流中未设置水文测站的河段中，获取无资料断面水文洪水特征；
[0022]第二仿真单元，用于按照对应子河流测量的第二水文数据以及所述移植单元的获取结果，对对应子河流进行第二仿真；
[0023]第二输出单元，用于将第二仿真结果进行输出显示。
[0024]在一种可能实现的方式中，所述移植单元，还用于基于如下公式，实现对率定与验证后的参数的移植：
[0025][0026]其中，α
A,s
表示与移植单元A的子河流的流域面积有关的参数；α
B,s
表示与被移植单元B的子河流的流域面积有关的参数；β
A,s
表示与移植单元A的子河流的河段长度有关的参数；β
B,s
表示与被移植单元B的子河流的河段长度有关的参数；γ
A,sl
表示与移植单元A的子河流的坡度有关的参数；γ
B,sl
表示与被移植单元B的子河流的坡度有关的参数；S
A
表示移植单元A的子河流对应的流域面积；S
B
表示被移植单元B的子河流对应的流域面积；l
A
表示移植单元A的子河流对应的河段长度；l
B
表示被移植单元B的子河流对应的河段长度；Sl
A
表示移植单元A的子河流对应的坡度；Sl
B
表示被移植单元B的子河流对应的坡度。
[0027]在一种可能实现的方式中，所述仿真模块，还包括：
[0028]第二构建单元，用于当所述河流类型为河流类型三时，获取未设置水文测站的子
河流的第二感测数据，并按照所述第二遥感数据，构建对应子河流的第二分布式水文模型；
[0029]选取单元，用于选取与对应子河流邻近的且具备全方位设置水文测站的参考河流，并获取所述参考河流的河流参数作为所述第二分布式水文模型的模型参数；
[0030]第三仿真单元，用于对所述参考河流所在子流域对应的干流河道的水文过程进行模拟，并结合所述第二感测数据对所述模型参数进行率定和验证，实现对未设置水文测站的子河流的第三仿真；
[0031]第三输出单元，用于将第三仿真结果进行输出显示；
[0032]其中，所述率定以未设置水文测站的子河流展开，所述验证以对应干流河道的断面流量过程为准。
[0033]在一种可能实现的方式中，还包括：
[0034]第二确定模块，用于确定所述跨界河流的初始布局，并确定所述初始布局中存在的分支河流，并结合预先规划的水文测站的设置布局，确定每条分支河流的水文测站布局；
[0035]保留模块，用于按照所述水文测站布局，分析对应分支河流的初始监测范围，若所述初始监测范围为全覆盖，则将对应分支河流进行保留；
[0036]整合模块，用于若所述初始监测范围为半覆盖，确定对应分支河流上每个水文测站对该分支河流的第一覆盖区域，并将所有连通的第一覆盖区域整合成第一区域，同时，将剩余单独的第一覆盖区域进行标定；
[0037]距离分析模块，用于按照就近原则，确定标定的区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，包括：第一确定模块，用于对跨界河流的河流分布进行初步确定，并确定每条子河流的水文测站分布；类型匹配模块，用于根据水文测站分布以及对应子河流的河流信息，向对应子河流匹配对应的河流类型；仿真模块，用于按照所述河流类型，确定对应子河流的当前仿真方式，并按照所述当前仿真方式，对对应子河流进行水文仿真。2.如权利要求1所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述水文测站分布包括：对应子河流设置的水文测站对该子河流进行全方位的覆盖、对应子河流设置的水文测站对该子河流进行半方位的覆盖以及对应子河流未设置水文测站。3.如权利要求2所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述河流类型包括：河流类型一、河流类型二以及河流类型三；其中，所述河流类型一与对应子河流中全方位设置的水文测站有关；所述河流类型二与对应子河流中半方位设置的水文测站有关；所述河流类型三与对应子河流中未设置的水文测站有关。4.如权利要求1所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述仿真模块，包括：第一仿真单元，用于当所述河流类型为河流类型一时，按照对应子河流中全方位设置的水文测站测量的第一水文数据，来对对应子河流进行第一仿真；第一输出单元，用于将第一仿真结果进行输出显示。5.如权利要求1所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述仿真模块，还包括：第一构建单元，用于当所述河流类型为河流类型二时，获取对应子河流设置水文测站所获取的第一遥感数据，基于所述第一遥感数据构建对应子河流的第一分布式水文模型；移植单元，用于按照对应子河流中半方位设置的水文测站测量的第二水文数据，对所述第一分布式水文模型进行参数的率定和验证，并将率定与验证后的参数移植到进行半方位设置水文测站的子河流中未设置水文测站的河段中，获取无资料断面水文洪水特征；第二仿真单元，用于按照对应子河流测量的第二水文数据以及所述移植单元的获取结果，对对应子河流进行第二仿真；第二输出单元，用于将第二仿真结果进行输出显示。6.如权利要求5所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述移植单元，还用于基于如下公式，实现对率定与验证后的参数的移植：
其中，α
A,s
表示与移植单元A的子河流的流域面积有关的参数；α
B,s
表示与被移植单元B的子河流的流域面积有关的参数；β
A,s
表示与移植单元A的子河流的河段长度有关的参数；β
B,s
表示与被移植单元B的子河流的河段长度有关的参数；γ
A,sl
表示与移植单元A的子河流的坡度有关的参数；γ
B,sl
表示与被移植单元B的子河流的坡度有关的参数；S
A
表示移植单元A的子河流对应的流域面积；S
B
表示被移植单元B的子河流对应的流域面积；l
A
表示移植单元A的子河流对应的河段长度；l
B
表示被移植单元B的子河流对应的河段长度；Sl
A
表示移植单元A的子河流对应的坡度；Sl
B
表示被移植单元B的子河流对应的坡度。7.如权利要求1所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，所述仿真模块，还包括：第二构建单元，用于当所述河流类型为河流类型三时，获取未设置水文测站的子河流的第二感测数据，并按照所述第二遥感数据，构建对应子河流的第二分布式水文模型；选取单元，用于选取与对应子河流邻近的且具备全方位设置水文测站的参考河流，并获取所述参考河流的河流参数作为所述第二分布式水文模型的模型参数；第三仿真单元，用于对所述参考河流所在子流域对应的干流河道的水文过程进行模拟，并结合所述第二感测数据对所述模型参数进行率定和验证，实现对未设置水文测站的子河流的第三仿真；第三输出单元，用于将第三仿真结果进行输出显示；其中，所述率定以未设置水文测站的子河流展开，所述验证以对应干流河道的断面流量过程为准。8.如权利要求1所述的基于遥感的跨界河流水文仿真系统，其特征在于，还包括：第二确定模块，用于确定所述跨界河流的初始布局，并确定所述初始布局中存在的分支河流，并结合预先规划的水文测站的设置布局，确定每条分支河流的水文测站布局；保留模块，用于按照所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：安玉柱，曲伟，王彦磊，刘昌军，谭亚男，姚远，卢奕竹，宋文龙，李帅，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：