水质多指标动态模拟的断面渐变内插技术制造技术

水质多指标动态模拟的断面渐变内插技术,包括如下步骤：1)资料收集；2)模型率定；3)GIS技术与模型集成研究；4)数据制作；5)制定评价因子浓度颜色标准；6)实现断面渐变内插效果?。本发明专利技术的有益效果在于，提高了水资源优化配置管理信息化水平，对水环境数学模型与GIS技术进行集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水量水质联合调度管理的水利信息化技术，利用WebGIS技术结合FlexViewer框架，同步动态展示区域河网水质、水量变化过程，将河网水量模型、河网水质模型与动态纳污能力模型、产流与污染负荷模型、河网与断面概化模型等水利专业应用模型与GIS空间信息有机结合，满足区域引水资源时空配置管理决策需求，提高水资源调控、水利工程运行管理科学水平。
技术介绍
传统的水环境数学模型的求解计算可以预报水文、水质在时间和空间上的变化，为水资源的管理和控制服务，但是水环境数学模型可视化表现上能力有限，非专业人士使用困难。 目前水环境数学模型与GIS的集成研究主要采用C/S结构。C/S结构的GIS具有强大的数据处理能力和空间分析能力，但维护成本高、工作量大。随着互联网和GIS技术的发展，本技术在B/S架构下，搭建河网配水管理平台，在此基础上依靠WebGIS展示水量水质变化过程。本专利技术的目的在于提供一种基于WebGIS的水质水量多指标联合调度模拟信息技术的实现方法，实现GIS空间信息与传统水环境数学模型的交互，及对水环境数学模型的空间可视化表达。在本专利技术的技术方案中，首先完成流域相关资料收集及模型率定工作，保障数据模拟的准确性，然后对水质水量模拟所使用的地里空间信息服务进行数据加工、制作，并按照国际统一的规范进行服务的发布。利用WebGIS和FlexViewer相结合的展示技术,加载地图数据，对水环境模型计算中所涉及的断面进行编号，并按照断面对要渲染的河道进行划分，最后利用断面的渐变内插技术，实现水质水量的多指标动态模拟。本专利技术方法的实现步骤如下 1.资料收集 收集研究区及周边相关区域的社会经济、水文、气象、水质、水利工程设施及管理、地形地貌、涉水规划等历史资料，进行区域土地利用现状、区域水污染源现状等现场补充调查，制订原型监测方案，实施降水、上游来水、降雨产流、河流水量水质同步监测；评价区域的环境状况及其变化，分析区域存在的主要环境问题，明确引配水管理任务； 2.模型率定 在国内外已有先进科技成果的基础上，采用多学科交叉研究的方法，进行降雨产流模型、污染负荷模型、河网水量模型、河网水质模型等数学模型研究，实现各模型间的无缝连接，完成模型参数的率定与验证； 3.GIS技术与模型集成研究 根据模型输入输出数据管理和信息自动提出需要，进行信息标准化研究，采用空间分析与地理建模等技术，根据水利专业模型信息输入需要，研究土地利用、人口分布、产业分布等信息自动提取技术，提高建模的准确性与使用效率；定制模型输入输出接口，满足模拟仿真系统可视化要求。4、数据制作 地图各种图层都可以分为两类基础图层和操作图层。其中基础图层主要是为用户提供一定的基础参考信息，一般是固定不变或者变化频率较低的图层，包括行政区、绿地、面状房屋、道路交通等基础地理数据。操作图层为水环境模型计算涉及到的断面、河道及节点等数据。对于基础图层采用静态地图服务，对于操作图层则使用动态地图服务。水环境模型中按照模型计算的需要，设计计算断面，将计算断面存入相应的图层，并以动态服务发布出来，方便用户进行调整，利用空间分析技术，将河道矢量数据进行切害I]，按照流域内河道的流向设置河段的起始断面，并保存相关配置信息； 5、制定评价因子浓度颜色标准 建立水质评价标准库，依据标准进行水环境评价。按照水质评价标准，水质评价主要参照三个参数C0D、氨氮和总磷，不同浓度表现了水质等级的好坏，水质等级被划分为II类、III类、IV类、V类和劣V类。为了更好的可视化表达出水质变化的过程，对不同的水类设置不同的颜色，并将颜色保存在数据库中，支持用户按照习惯进行调配；在数据仿真模拟过程中，系统可以更直观的反应出河道水质等级，为引配水管理提供决策支持； 6、实现断面渐变内插效果 为更真实的表达水质演变过程，采用线性内插技术对数据进行整理。水环境模型计算中对河道的计算断面选取存在间隔，单一的填色会产生明显的色带，不仅视觉效果差，而且河段起始断面的水质变化是根据水流的动态变化随时间发生的，这种做法无法真实的模拟水质变化过程。本专利技术中使用Flex技术真实的模拟水质的动态变化过程 Flex是RIA (Rich Internet Applications)技术中的一种，在对图形的处理上有较强的表现力。WebGIS的图形符号化与Flex相结合，将Flex中对几何图形的渐变填充技术完美应用到GIS数据的符号化中。依据断面编号从模型数据库中取出断面任一时间点对应的水质数据，根据浓度颜色对照表中确定浓度相应的颜色值，对模拟河段实现浓度的渐变渲染。渐变内插技术，真实模拟了计算数据，加上时间序列，实现动态模拟效果，运行流畅，不同河段之间颜色过渡柔和，不仅视觉效果好，又能真实的表现不同断面水质随时间变化的过程； 有益效果 GIS与水环境数学模型的有机结合，二者取长补短，一方面充分发挥其空间数据管理、分析和显示的优势；另一方面，GIS的介入使水环境数学模型的检验和校正更加容易，GIS的空间表现能力使水环境数学模型的视觉效果有质的飞跃。提高了水资源优化配置管理信息化水平，对水环境数学模型与GIS技术进行集成。利用WebGIS技术结合FlexViewer ,对水质模拟数据,采用断面渐变内插技术，实现了区域引水总量和河网水质变化过程同步展示。附图说明图I是水质水量多指标动态模拟断面渐变内插技术的体系结构图。具体实施例方式本专利技术所要求的基本条件是水环境模型计算数据、河道和断面等基础地理数据。本专利技术的具体实施可按如图I所示的流程进行。完成研究区域及周边区域的资料收集工作，结合国内外先进成果进行模型率定工作，根据技术方案中的数据制作，发布基础地理数据及模型计算中设计的操作数据，建立评价因子浓度颜色对照表。 然后在模型计算完成后，通过文本交互，读取断面上的水质浓度值，根据河道的起始断面，对河段进行渐变内插，按照河段浓度读取颜色值完成河段的填充，利用时间轴控制，可表现不同时间河段水质浓度的变化，水质模型计算结果中包括C0D、氨氮和总磷三个指标，通过对不同指标的切换，可实现多指标动态模拟。本专利技术方法的实现步骤如下 1.资料收集 收集研究区及周边相关区域的社会经济、水文、气象、水质、水利工程设施及管理、地形地貌、涉水规划等历史资料，进行区域土地利用现状、区域水污染源现状等现场补充调查，制订原型监测方案，实施降水、上游来水、降雨产流、河流水量水质同步监测；评价区域的环境状况及其变化，分析区域存在的主要环境问题，明确引配水管理任务； 2.模型率定 在国内外已有先进科技成果的基础上，采用多学科交叉研究的方法，进行降雨产流模型、污染负荷模型、河网水量模型、河网水质模型等数学模型研究，实现各模型间的无缝连接，完成模型参数的率定与验证； 3.GIS技术与模型集成研究 根据模型输入输出数据管理和信息自动提出需要，进行信息标准化研究，采用空间分析与地理建模等技术，根据水利专业模型信息输入需要，研究土地利用、人口分布、产业分布等信息自动提取技术，提高建模的准确性与使用效率；定制模型输入输出接口，满足模拟仿真系统可视化要求。4、数据制作 地图各种图层都可以分为两类基础图层和操作图层。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水质多指标动态模拟的断面渐变内插技术，其特征在于，包括如下步骤 1)资料收集 收集研究区及周边相关区域的社会经济、水文、气象、水质、水利工程设施及管理、地形地貌、涉水规划等历史资料，进行区域土地利用现状、区域水污染源现状等现场补充调查，制订原型监测方案，实施降水、上游来水、降雨产流、河流水量水质同步监测；评价区域的环境状况及其变化，分析区域存在的主要环境问题，明确引配水管理任务； 2)模型率定 在国内外已有先进科技成果的基础上，采用多学科交叉研究的方法，进行降雨产流模型、污染负荷模型、河网水量模型、河网水质模型等数学模型研究，实现各模型间的无缝连接，完成模型参数的率定与验证； 3)GIS技术与模型集成研究 根据模型输入输出数据管理和信息自动提出需要，进行信息标准化研究，采用空间分析与地理建模等技术，根据水利专业模型信息输入需要，研究土地利用、人口分布、产业分布等信息自动提取技术，提高建模的准确性与使用效率；定制模型输入输出接口，满足模拟仿真系统可视化要求； 4)数据制作 地图各种图层都可以分为两类基础图层和操作图层；其中基础图层主要是为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙在宏，王卫平，曾微波，葛艳波，高志祥，
申请(专利权)人：南京国图信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：