CN112308967A - 基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，内部设置有地理信息***、施加分析条件、城市建筑信息模型和洪水风险数值模拟，所述地理信息***的输出端与施加分析条件的输入端相连接，所述城市建筑信息模型的输出端与施加分析条件的输入端相连接。该方法使用前需要对城市信息包括建筑信息进行收集，建立出三维的城市模型，这样在进行城市洪水分析的过程中就能够更好的对影响洪水的条件，包括建筑强度，建筑密度和河道容量等，相比传统的二维建模模拟，这样的模拟结果更加精准，方便人员进行预警疏散，同时使用时，还能够添加历史数据，根据不同城市的具体情况来具体分析，这样能够进一步提高数据的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及产汇流分析技术领域，具体为基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法。
背景技术
当降雨满足了植物截留、洼地蓄水和表层土壤储存后，后续降雨强度又超过下渗强度，其超过下渗强度的雨量，降到地面以后，开始沿地表坡面流动，称为坡面漫流，是产流的开始。如果雨量继续增大，漫流的范围也就增大，形成全面漫流，这种超渗雨沿坡面流动注入河槽，称为坡面径流。地面漫流的过程，即为产流阶段，降雨产生的径流，汇集到附近河网后，又从上游流向下游，最后全部流经流域出口断面，叫做河网汇流，这种河网汇流过程，即为汇流阶段。
然而，早期的洪水风险检测方式不适用于快速建设的城市建筑，高楼对洪水的流向和强度都有所干扰，现在的城市洪水在发生前都不能够被很好的防控，给城市建设造成了重大打击，并且一般的洪水模拟都是二维的，导致模拟结果不够精准，不能起到很好的模拟分析的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，以解决上述背景技术中提出早期的洪水风险检测方式不适用于快速建设的城市建筑，高楼对洪水的流向和强度都有所干扰，现在的城市洪水在发生前都不能够被很好的防控，给城市建设造成了重大打击，并且一般的洪水模拟都是二维的，导致模拟结果不够精准，不能起到很好的模拟分析效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其步骤如下：
步骤一：从地理信息***中，利用GIS***来选取待测区域内部流域的水面高度、径流量、河流宽度和流域面积，测算河道径流流经的区域对城市的影响，分别根据上述的数据来测算多条不同分流河道的储水量；
步骤二：基于城市的三维影像建模，构建河流流域的流量数据库，放置多个监测装置用于观测数据检查点，设定为监测点，同步上传数据，保持数据的更新，再将此类数据实时传输至施加分析条件的内部；
步骤三：利用城市建筑信息模型，对城市周围的建筑区域历史数据进行采样，同时建立3D数字城市模型，选取空间信息进行整合，在整合后数据之后，就能够建立城市洪水风险分析模块，将其导入至施加分析条件的内部，为洪水风险数值模拟分析提供精准数据；
步骤四：根据上述获取的多个信息条件，得到城市内部产汇流之前的初始条件，和加入多个数据后的边界条件，用于建立完整的产汇流分析的模板，选取典型的数据后，通过编程规则，自动产生生产汇流数据，再加入实际数据，与典型参数比较后进行验证；
步骤五：最后通过城市多位置分布的监测点来对输入数据进行其部位的受力分析，城市内部各点受力分析后，通过其他数据显示洪水出现后的城市水流走向及水深程度的三维图，在三维图上标识监测点的洪水受灾风险强度，根据监测点位置的不同和洪水强度的不同来提示洪水强度较大的周围人员注意躲避。
进一步的，地理信息***的输出端与施加分析条件的输入端相连接，城市建筑信息模型的输出端与施加分析条件的输入端相连接，施加分析条件的输出端与洪水风险数值模拟的输入端相连接。
进一步的，空间信息的内部包括有建筑密度、水流流速、地面高度和压强分布，空间信息是利用监测点进行获取的，监测点设置的数量为n个，且监测点需要在三维图上进行显示，根据设置需将监测点的警示强度进行区分。
进一步的，初始条件为数字城市模型施加的符合实际的真实现有的条件，边界条件分别来自城市建筑信息模型和地理信息***。
进一步的，洪水风险数值模拟内部还包括模拟整体局部及建筑物内部被淹没过程，得到洪水推进过程中的变化情况，还能够对城市常居人口流动范围进行统计，根据所在位置人口密度来测算洪水蔓延时的受灾严重程度。
进一步的，城市建筑信息模型基于城市建设数据库，以摄像机空间方位为几点，获取高密度建筑分布与数据，生成具有完整地貌的城市建筑信息模型，城市建筑信息模型获取的信息还包括有建筑强度等信息。
进一步的，地理信息***内部获取的信息还包括有对河流沿岸高度的检测，实现对洪水高度的数值模拟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法使用前需要对城市信息包括建筑信息进行收集，建立出三维的城市模型，这样在进行城市洪水分析的过程中就能够更好的对影响洪水的条件，包括建筑强度，建筑密度和河道容量等，相比传统的二维建模模拟，这样的模拟结果更加精准，方便人员进行预警疏散。同时使用时，还能够添加历史数据，根据不同城市的具体情况来具体分析，这样能够进一步提高数据的准确度，空间信息还包括有建筑密度、水流流速、地面高度和压强分布，这些信息传输至洪水风险数值模拟的内部能够更好的提高分析结果的准确效果，同时也更快的帮助模拟分析出结果。
使用过程中，还需要监测点的实时定位和受力分析，通过实时定位能够将洪水预测较为警戒的位置标注出来，显示洪水受灾风险强度，方便使用者进行躲避和疏散，而且受力分析部分分析了建筑对于水流流速的影响，那么在洪水到来时，人员疏散时就能够很好的避开激流区域，更好的帮助洪水风险进行分析，并且进行实践演习，使其能够被广泛投入使用。
附图说明
图1为本发明连接原理示意图；
图2为本发明地理信息***流程示意图；
图3为本发明施加分析条件示意图；
图4为本发明空间信息内部示意图；
图5为本发洪水风险数值模拟流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明作进一步说明。
请参考图1-5，实施例一：
本发明公开了基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其步骤如下：
步骤一：从地理信息***中，利用GIS***来选取待测区域内部流域的水面高度、径流量、河流宽度和流域面积，测算河道径流流经的区域对城市的影响，分别根据上述的数据来测算多条不同分流河道的储水量；
步骤二：基于城市的三维影像建模，构建河流流域的流量数据库，放置多个监测装置用于观测数据检查点，设定为监测点，同步上传数据，保持数据的更新，再将此类数据实时传输至施加分析条件的内部；
步骤三：利用城市建筑信息模型，对城市周围的建筑区域历史数据进行采样，同时建立3D数字城市模型，选取空间信息进行整合，在整合后数据之后，就能够建立城市洪水风险分析模块，将其导入至施加分析条件的内部，为洪水风险数值模拟分析提供精准数据；
步骤四：根据上述获取的多个信息条件，得到城市内部产汇流之前的初始条件，和加入多个数据后的边界条件，用于建立完整的产汇流分析的模板，选取典型的数据后，通过编程规则，自动产生生产汇流数据，再加入实际数据，与典型参数比较后进行验证；
步骤五：最后通过城市多位置分布的监测点来对输入数据进行其部位的受力分析，城市内部各点受力分析后，通过其他数据显示洪水出现后的城市水流走向及水深程度的三维图，在三维图上标识监测点的洪水受灾风险强度，根据监测点位置的不同和洪水强度的不同来提示洪水强度较大的周围人员注意躲避。
该方法使用前需要对城市信息包括建筑信息进行收集，建立出三维的城市模型，这样在进行城市洪水分析的过程中就能够更好的对影响洪水的条件，包括建筑强度，建筑密度和河道容量等，相比传统的二维建模模拟，这样的模拟结果更加精准，方便人员进行预警疏散。同时使用时，还能够添加历史数据，根据不同城市的具体情况来具体分析，这样能够进一步提高数据的准确度，空间信息还包括有建筑密度、水流流速、地面高度和压强分布，这些信息传输至洪水风险数值模拟的内部能够更好的提高分析结果的准确效果，同时也更快的帮助模拟分析出结果。
使用过程中，还需要监测点的实时定位和受力分析，通过实时定位能够将洪水预测较为警戒的位置标注出来，显示洪水受灾风险强度，方便使用者进行躲避和疏散，而且受力分析部分分析了建筑对于水流流速的影响，那么在洪水到来时，人员疏散时就能够很好的避开激流区域，更好的帮助洪水风险进行分析，并且进行实践演习，使其能够被广泛投入使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：其步骤如下：
步骤一：从地理信息***中，利用GIS***来选取待测区域内部流域的水面高度、径流量、河流宽度和流域面积，测算河道径流流经的区域对城市的影响，分别根据上述的数据来测算多条不同分流河道的储水量；
步骤二：基于城市的三维影像建模，构建河流流域的流量数据库，放置多个监测装置用于观测数据检查点，设定为监测点，同步上传数据，保持数据的更新，再将此类数据实时传输至施加分析条件的内部；
步骤三：利用城市建筑信息模型，对城市周围的建筑区域历史数据进行采样，同时建立3D数字城市模型，选取空间信息进行整合，在整合后数据之后，就能够建立城市洪水风险分析模块，将其导入至施加分析条件的内部，为洪水风险数值模拟分析提供精准数据；
步骤四：根据上述获取的多个信息条件，得到城市内部产汇流之前的初始条件，和加入多个数据后的边界条件，用于建立完整的产汇流分析的模板，选取典型的数据后，通过编程规则，自动产生生产汇流数据，再加入实际数据，与典型参数比较后进行验证；
步骤五：最后通过城市多位置分布的监测点来对输入数据进行其部位的受力分析，城市内部各点受力分析后，通过其他数据显示洪水出现后的城市水流走向及水深程度的三维图，在三维图上标识监测点的洪水受灾风险强度，根据监测点位置的不同和洪水强度的不同来提示洪水强度较大的周围人员注意躲避。
2.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述地理信息***的输出端与施加分析条件的输入端相连接，所述城市建筑信息模型的输出端与施加分析条件的输入端相连接，所述施加分析条件的输出端与洪水风险数值模拟的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述空间信息的内部包括有建筑密度、水流流速、地面高度和压强分布，所述空间信息是利用监测点进行获取的，所述监测点设置的数量为n个，且监测点需要在三维图上进行显示，根据设置需将监测点的警示强度进行区分。
4.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述初始条件为数字城市模型施加的符合实际的真实现有的条件，所述边界条件分别来自城市建筑信息模型和地理信息***。
5.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述洪水风险数值模拟内部还包括模拟整体局部及建筑物内部被淹没过程，得到洪水推进过程中的变化情况，还能够对城市常居人口流动范围进行统计，根据所在位置人口密度来测算洪水蔓延时的受灾严重程度。
6.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述城市建筑信息模型基于城市建设数据库，以摄像机空间方位为几点，获取高密度建筑分布与数据，生成具有完整地貌的城市建筑信息模型，所述城市建筑信息模型获取的信息还包括有建筑强度等信息。
7.根据权利要求1所述的基于产汇流分析的城市洪水风险数值模拟分析方法，其特征在于：所述地理信息***内部获取的信息还包括有对河流沿岸高度的检测，实现对洪水高度的数值模拟。
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| CN116822969A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 安徽金海迪尔信息技术有限责任公司 | 基于模型组合的水利模型云计算方法与*** |
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- 2020-11-25 CN CN202011334170.5A patent/CN112308967A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN116822969A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 安徽金海迪尔信息技术有限责任公司 | 基于模型组合的水利模型云计算方法与*** |
| CN116822969B (zh) * | 2023-08-30 | 2023-11-17 | 安徽金海迪尔信息技术有限责任公司 | 基于模型组合的水利模型云计算方法与*** |
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