本发明专利技术公开了一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。所述生成方法包括：获取研究区域以及指定地理要素形式；获取相关的地理要素数据；进行预处理，获得研究区域中的河段属性和空间属性，预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；基于指定地理要素形式，计算对应的点位信息，并按照点位信息获取对应的驱动数据；至少将河段属性、空间属性以及驱动数据作为水文模型输入数据。本发明专利技术所提供的生成方法通过获取用户指定的研究区域和地理要素形式，自动化地完成输入数据的生成，方便用户快速生成水文模型要求的输入数据，可重现性高，且避免了用户自行寻找地理数据的低效性问题。据的低效性问题。据的低效性问题。
【技术实现步骤摘要】
水文模型输入数据的生成方法、系统及应用
[0001]本专利技术涉及地理信息模拟
，尤其涉及一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。
技术介绍
[0002]水文模型指用模拟方法将复杂的水文现象和过程经概化所给出的近似的科学模型，在水文模拟领域，利用水文模型进行模拟并研究分析模拟结果，对科学研究、自然灾害防治以及水资源利用具有非常重要的意义。
[0003]模拟的过程通常需要收集原始数据，并对原始数据进行适当的预处理，然后才能够得到能够匹配相应的水文模型输入数据。例如，SHUD(the Simulator for Hydrologic Unstructured Domains)是一个使用半离散有限体积方法的多过程、多尺度综合水文模型。而虽然该模型具有优异的模拟功能，但由于输入数据的复杂性，不同研究者所获得的输入数据的来源、偏好以及格式均有所差异，这就导致了对于同一片地理区域的模拟结果往往会出现较大偏差，可重现性较差；并且，还存在用户自行寻找地理数据以及预处理时的低效性问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水文模型输入数据的生成方法、系统及应用。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种水文模型输入数据的生成方法，其包括：
[0007]获取用户的研究区域以及指定地理要素形式；
[0008]基于所述研究区域，获取相关的地理要素数据；
[0009]对所述地理要素数据进行预处理，获得所述研究区域中的河段属性和空间属性，所述预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；
[0010]基于所述指定地理要素形式，采用对应的地理算法计算站点、子流域、流域对应的点位信息，并按照所述点位信息获取对应的驱动数据；
[0011]至少将所述河段属性、空间属性以及驱动数据作为所述水文模型输入数据。
[0012]第二方面，本专利技术还提供一种水文模型输入数据的生成系统，用于执行上述生成方法的步骤，其包括：
[0013]需求获取模块，用于获取用户的研究区域以及指定地理要素形式；
[0014]要素数据模块，用于基于所述研究区域，获取相关的地理要素数据；
[0015]数据预处理模块，用于对所述地理要素数据进行预处理，获得所述研究区域中的河段属性和空间属性，所述预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；
[0016]驱动数据模块，用于基于所述指定地理要素形式，采用对应的地理算法计算对应的点位信息，并按照所述点位信息获取对应的驱动数据；
[0017]输入数据模块，用于至少将所述河段属性、空间属性以及驱动数据作为所述水文模型输入数据；
[0018]进一步地，所述生成系统包括客户端和后端，所述客户端用于与所述用户进行交互以及对所述地理要素数据进行预处理，所述后端用于为所述客户端提供数据。
[0019]第三方面，本专利技术还提供一种水文模拟方法，其包括：
[0020]利用上述生成方法获得输入数据；
[0021]将所述输入数据输入对应的水文模型，获得模拟结果。
[0022]基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0023]本专利技术所提供的水文模型输入数据的生成方法通过获取用户指定的研究区域和地理要素形式，自动化地完成输入数据的生成，实现了地理要素数据下载、流域划分、流域三角格网剖分、河网拓扑关系生成等功能，方便用户快速生成水文模型要求的输入数据，可重现性高，且避免了用户自行寻找地理数据的低效性问题。
[0024]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统客户端界面示例图；
[0026]图2是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统算法工具界面示例图；
[0027]图3是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的影像地图界面示例图；
[0028]图4是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的算法输入输出参数示例图；
[0029]图5是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的工作目录示例图；
[0030]图6是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的一算法输入输出参数并生成结果的示例图；
[0031]图7是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的算法输出的缓存文件示例图；
[0032]图8是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的另一算法输入输出参数并生成结果的示例图；
[0033]图9是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的又一算法输入输出参数并生成结果的示例图；
[0034]图10是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的再一算法输入输出参数并生成结果的示例图；
[0035]图11是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的再一算法输入输出参数并生成结果的示例图；
[0036]图12是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的自定义坐标系的地理数据示例图；
[0037]图13是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的参数指定及三角剖分后的结果示例图；
[0038]图14是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的参数指定及更新属性后的结果示例图；
[0039]图15是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的生成的模型文件示例图；
[0040]图16是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的参数指定及生成Riv er Segments后的结果示例图；
[0041]图17是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的生成的模型文件示例图；
[0042]图18是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的逐站点生成的forcing文件示例图；
[0043]图19是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的逐子区域生成的forcing文件示例图；
[0044]图20是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的根据流域生成的forcing文件示例图；
[0045]图21是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的校准参数配置示例图；
[0046]图22是本专利技术一典型实施案例提供的水文模型输入数据的生成系统的限制参数配置示例图。
具体实施方式
[0047]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水文模型输入数据的生成方法，其特征在于，包括：获取用户的研究区域以及指定地理要素形式；基于所述研究区域，获取相关的地理要素数据；对所述地理要素数据进行预处理，获得所述研究区域中的河段属性和空间属性，所述预处理至少包括流域划分、流域格网剖分、河网拓扑关系生成；基于所述指定地理要素形式，采用对应的地理算法计算站点、子流域、流域对应的点位信息，并按照所述点位信息获取对应的驱动数据；至少将所述河段属性、空间属性以及驱动数据作为所述水文模型输入数据。2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，获取所述研究区域的步骤具体包括：向所述用户提供影像地图，并接收所述用户的绘制操作，获得初始绘制区域；基于所述初始绘制区域，生成矩形区域作为所述研究区域，所述矩形区域包含所述绘制区域；优选的，具体包括：将所述初始绘制区域的坐标系投影为地理坐标系，并向下取整边界经纬度的最小值、向上取整边界经纬度的最大值，基于所述边界经纬度的最大值和最小值获得所述矩形区域。3.根据权利要求2所述的生成方法，其特征在于，获取所述地理要素数据的步骤具体包括：获取初始要素数据，并将所述初始要素数据切分为多个相接的数据瓦片；当收到所述用户的研究区域后，将所述研究区域对应的多个数据瓦片进行拼接以及发送，以形成所述地理要素数据。4.根据权利要求3所述的生成方法，其特征在于，所述初始要素数据包括数字高程模型、土壤分类数据、土地利用数据；优选的，对所述土壤分类数据对应的数据瓦片进行拼接后，获得所述矩形区域的土壤分类栅格，根据所述土壤分类栅格的土壤各类型值，再次获取各类型对应的sqlite格式的土壤分类参数数据库文件，将其作为所述地理要素数据的一部分。5.根据权利要求4所述的生成方法，其特征在于，所述流域划分的步骤包括生成河网、流域划分以及简化流域区域的过程；所述生成河网的过程具体包括：对所述数字高程模型进行填洼处理，获得填洼结果；根据所述填洼结果计算体现河流的流向和累计流量的河网栅格数据；根据所述河网格栅数据以及所述用户指定的生成河流阈值，生成所述研究区域内的河网；优选的，所述流域划分的过程具体包括：基于所述河网，确定所述研究区域的初始出水口；接收用户指定的捕获距离，基于所述捕获距离，将所述初始出水口移动至以所述初始出水口为圆心，所述捕获距离半径范围内的累计流量数据最大的所述河网栅格数据的像元上，并生成带有面积属性的矢量流域区域，完成所述流域划分；优选的，所述简化流域区域的过程具体包括：
保留所述矢量流域区域中的流域面，并移除其中的空洞，以及简化所述矢量流域区域的流域边界，最终矢量流域面数据。6.根据权利要求5所述的生成方法，其特征在于，所述流域格网剖分的步骤具体包...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒乐乐，袁银阳，陈昊，孟宪红，李照国，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：
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