CN115455626A - 面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及洪涝灾害风险评估技术领域，公开一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，包括：根据目标区域的高程数据，确定高程信息；对高程信息进行填洼及伪洼地处理，获得目标高程信息；基于目标高程信息构建水流方向矩阵和汇流累积量矩阵；基于汇流累积量矩阵确定天然河网；根据水流方向矩阵和天然河网，对目标区域进行空间离散，获得宏观空间离散结果；根据第一预设筛选规则，确定宏观空间离散结果中的目标宏观空间离散单元；通过目标宏观空间离散单元的主干管道网和主干道路网对其进行中观空间离散，获得中观空间离散结果。旨在实现对不同的复杂城市地表空间的自适应离散，提升复杂城市地表空间单元离散的效率。

Description

面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法

技术领域

本发明涉及洪涝灾害风险评估技术领域，特别是涉及一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法。

背景技术

近年来，城市洪涝灾害频发，严重威胁到人们的生命及财产安全。城市洪涝灾害风险评估作为洪涝灾害防控的有效措施，基于城市降雨径流过程评估不同情景下城市的洪涝灾害风险，能精准描述洪涝灾害影响及后果。城市洪涝风险受到区域内降雨径流过程与地表自然要素与人文要素空间上的不均匀性，通常需要在洪涝灾害风险评估时将城市复杂地表空间进行离散，即将整个风险评估区域分割成较小的空间单元，空间离散是洪涝灾害风险评估的首要步骤，也是洪涝灾害风险评估的重要基础。

不同的空间离散结果会对同一区域风险评估结果产生直接影响，城市地表空间自适应离散为城市精细化的洪涝灾害风险评估以及灾害风险管理提供有效指导，具有重要的理论价值与现实意义。现阶段大多数空间离散方法采用水文分析与手动修正相结合的半自动化划分方法或基于泰森多边形的全自动生成方法。虽然基于泰森多边形的自动生成方法简单高效，但其离散过程未考虑地形、道路、河流、土地利用及各类人工设施的影响，离散结果很难精准刻画复杂城市空间的水文过程和灾害影响过程。而如果使用半自动化方法离散较大的区域，需要消耗的大量的人力物力，且缺乏考虑对不同的城市地表空间进行自适应的离散，难以用于城市复杂地表的精细化洪涝灾害风险评估。由于人类活动的加剧，相比于自然环境中的地表汇流过程，城市中的水文过程极具复杂性。它不仅受自然地形的影响，而且受到建筑物、道路、人工排水设施等多个要素的作用。

综上，目前的城市地表空间离散方法缺乏对城市复杂地表空间中多要素的全面考虑及准确表达，缺少根据城市地表要素的复杂情况实现地表空间的自适应离散，并用于精细化的洪涝灾害风险评估。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，旨在实现对不同的复杂城市地表空间的自适应离散，提升复杂城市地表空间单元离散的效率。

本发明提供了一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，所述方法包括：

根据目标区域的高程数据，确定所述目标区域的高程信息；

通过对所述高程信息中满足设定条件的栅格进行填洼及伪洼地处理，获得目标高程信息；

根据所述目标高程信息，构建与所述目标高程信息对应的水流方向矩阵，以及根据获得的所述水流方向矩阵，构建与所述水流方向矩阵对应的汇流累积量矩阵；

根据所述汇流累积量矩阵，确定所述目标区域的天然河网；

根据所述目标区域的水流方向矩阵和所述目标区域的天然河网，对所述目标区域进行空间离散，将河流分水线作为宏观空间离散单元的边界，获得所述目标区域的宏观空间离散结果；

根据第一预设筛选规则，确定所述宏观空间离散结果中的目标宏观空间离散单元；

通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果。

可选地，所述通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果，包括：

通过对所述目标区域内的管网数据进行预处理，获得所述目标区域的目标管网数据；

根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据和路网数据，分别构建所述目标宏观空间离散单元的管道链和道路链；

将满足管道设定条件的管道链，确定为目标管道链，以构成主干管道网，以及将满足道路设定条件的道路链，确定为目标道路链，以构成主干道路网；

将所述目标宏观空间离散单元与主干管道网所在的主干道路网进行匹配，确定所述目标宏观空间离散单元中的各个街区；

根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围；

通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块；

通过水文分析工具，确定所述各个街区的汇水区，以及各个汇水区的出水口；

根据所述各个汇水区的出水口之间的关系，以及所述各个汇水区的出水口与所述目标道路块之间的关系，对目标道路块和汇水区进行融合，获得中观空间离散结果。

可选地，根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的管道链，包括：

步骤11：目标宏观空间离散单元的目标管网数据中的所有管线将存储至管线集合中，从所述管线集合中选取一条管线Arc；

步骤12：从所述管线集合中获取与一条管线Arc相连的管线；

步骤13：根据管线预设连接规则，确定所述与一条管线Arc相连的管线是否可与一条管线Arc进行链接，以构建管道链，在所述与一条管线Arc相连的管线可与一条管线Arc进行链接时，执行步骤14，否则执行步骤16；

步骤14：从所述管线集合中删除所述与一条管线Arc相连的管线；

步骤15：将所述与一条管线Arc相连的管线与一条管线Arc进行融合形成一条新的管线Arc，将该一条新的管线Arc确定为一条管线Arc后，执行步骤12；

步骤16：确定所述管线集合中是否还有管线，若是，执行步骤11；若否，结束管道链的构建；

根据目标宏观空间离散单元的路网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的道路链，包括：

步骤21：目标宏观空间离散单元的道路数据中的所有道路将存储至道路集合中，从所述道路集合中选取一条道路Arc；

步骤22：从所述道路集合中获取与一条道路Arc相连的道路；

步骤23：根据道路预设连接规则，确定所述与一条道路Arc相连的道路是否可与一条道路Arc进行链接，以构建道路链，在所述与一条道路Arc相连的道路可与一条道路Arc进行链接时，执行步骤24，否则执行步骤26；

步骤24：从所述道路集合中删除所述与一条道路Arc相连的道路；

步骤25：将所述与一条道路Arc相连的道路与一条道路Arc进行融合形成一条新的道路Arc，将该一条新的道路Arc确定为一条道路Arc后，执行步骤22；

步骤26：确定所述道路集合中是否还有道路，若是，执行步骤21；若否，结束管道链的构建。

可选地，在一条管线Arc的一端具有多条满足管线预设连接规则的管线时，根据管线预设连接策略，从所述多条满足管线预设连接规则的管线中确定一条目标管线，将所述一条目标管线与所述一条管线Arc链接；

在一条道路Arc的一端具有多条满足道路预设连接规则的道路时，根据道路预设连接策略，从所述多条满足道路预设连接规则的道路中确定一条目标道路，将所述一条目标道路与所述一条道路Arc链接。

可选地，所述根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围，包括：

根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，构建主干排水线缓冲区；

通过所述主干排水线缓冲区，确定街区的顶点；

根据主干排水线的交点与所述主干排水线的周围街区的顶点，确定所述主干排水线交点对应的交叉范围。

可选地，所述通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块，包括：

根据所述交叉范围内的主干排水线间的夹角，确定两两相邻的主干排水线；

遍历所述交叉范围内的街区顶点，确定各个街区顶点分别和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角；

在街区顶点和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与该两两相邻的主干排水线之间的夹角之和等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角时，通过该街区顶点与所述交叉范围内的主干排水线交点的连线分割所述交叉范围，否则通过角平分线分割交叉范围；

将分割获得的分割块分配给与所述分割块相邻的道路段，获得目标道路块。

可选地，所述方法还包括：

根据第二预设筛选规则，确定所述中观空间离散结果中的目标中观空间离散单元；

根据目标中观空间离散单元中的雨水井数据和目标中观空间离散单元的边界，构建德劳内不规则三角网，以形成微观空间离散结果。

针对在先技术，本发明具备如下优点：

本发明提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，综合考虑了地形、河流等自然要素与道路、建筑物及排水设施等人文要素对城市洪涝灾害风险的影响，实现不同的复杂城市地表空间的自适应离散，有效提升了复杂城市地表空间单元离散的效率，解决了复杂城市地表空间洪涝风险评估单元构建的难题，在城市洪涝灾害风险管理方面具有良好的应用前景。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法的矩阵构建示意图；

图3是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的宏观空间离散结果的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的链路构建的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的街区确定的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的分割块的确定与分配示意图；

图7为本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的街区的汇水区和出水口的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的另一种分割块的确定与分配示意图；

图9为本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的高程数据的修正示意图；

图10为本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的建筑物线的确定示意图；

图11为本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法中的异常微观空间离散单元的修正示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是本发明实施例提供的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S101：根据目标区域的高程数据，确定所述目标区域的高程信息；

步骤S102：通过对所述高程信息中满足设定条件的栅格进行填洼及伪洼地处理，获得目标高程信息；

步骤S103：根据所述目标高程信息，构建与所述目标高程信息对应的水流方向矩阵，以及根据获得的所述水流方向矩阵，构建与所述水流方向矩阵对应的汇流累积量矩阵；

步骤S104：根据所述汇流累积量矩阵，确定所述目标区域的天然河网；

步骤S105：根据所述目标区域的水流方向矩阵和所述目标区域的天然河网，对所述目标区域进行空间离散，将河流分水线作为宏观空间离散单元的边界，获得所述目标区域的宏观空间离散结果；

步骤S106：根据第一预设筛选规则，确定所述宏观空间离散结果中的目标宏观空间离散单元；

步骤S107：通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果。

在本实施例中，首先确定需要进行城市空间自适应离散的目标区域，将在该目标区域内进行面向洪涝风险评估的城市空间自适应离散。城市中的高程数据是通过对地表进行栅格划分，在每个栅格中记录各个栅格的高程信息的数据，同时，该高程数据中记录的只是关于地理表面的高程信息。

因此，在确定进行城市空间自适应离散的目标区域后，通过获取目标区域的高程数据，将得到该目标区域的高程信息。

具体地，根据高程数据记录的每个栅格的高程信息，构建对应的目标区域的高程信息，每个栅格的高程信息对应一个矩阵元素。

示例地，目标区域被划分为横向1000个，以及纵向1000个的栅格，每个栅格中记录有自身的高程信息，据此将构建一个1000*1000的目标区域的高程信息，一个矩阵元素就对应目标区域的一个栅格。同时，矩阵元素与栅格之间的位置也具有对应关系，例如，一个栅格为位于目标区域的所有栅格中的横向第5排，纵向第6列的栅格时，在目标区域的高程信息中，该栅格所对应的高程信息也记录在高程信息的横向第5排，纵向第6列的位置。

在本实施例中，由于在目标区域内有些栅格与周围的栅格的高程信息存在明显差距，例如一个栅格的高程信息为20，而该栅格周围的6个高程信息均为-10，可见该栅格的高程信息相较于周围的所有栅格的高程信息存在明显异常，对于这类栅格需要对其进行伪洼地处理，以避免该栅格对后续的水流方向的确定造成影响。例如，在水流流经该栅格及该栅格周围的6个栅格时，实际上水流方向都是从左向右流的，而该格栅的高程信息存在异常，将导致水流在流经该栅格时，该栅格周围的6个栅格的水流方向将被确定为均指向该栅格，而这显然是错误的。因此，需要对这类栅格进行填洼及伪洼地处理，修正这类栅格的高程信息，从未避免确定出错误的水流方向。

在本实施例中，对于进行伪洼地处理的栅格需要满足设定条件，该设定条件表征的是一个栅格的高程信息与该一个栅格周围的6个栅格的高程信息的平均值超过设定阈值时，该一个栅格的高程信息满足设定条件。

在本实施例中，设定阈值的取值可根据实际应用场景进行设定，在此不做具体限定。例如设定阈值可取值为20m，30m，40m等。

在本实施例中，在对所有满足设定条件的栅格进行伪洼地处理后，获得目标区域的目标高程信息。

在本实施例中，通过对目标区域的目标高程信息进行运算处理，获得与该目标高程信息对应的水流方向矩阵。其中，水流方向矩阵中的一个矩阵元素对应一个栅格的水流方向，例如水流由栅格A流向栅格B，水流由栅格B流向栅格C等。通过对水流方向矩阵进行运算处理，获得与水流方向矩阵对应的汇流累积量矩阵。其中，汇流累积量矩阵中的一个矩阵元素对应一个栅格的累积流量，一个栅格的累积流量表征的是有多少个栅格的水将流向该栅格。

在本实施例中，如图2所示，图中示出了由一个具体的目标高程信息，构建的对应的水流方向矩阵，以及在构建得到水流方向矩阵后，基于该水流方向矩阵，构建的对应的汇流累积量矩阵，其中，水流方向矩阵中的取值2表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的右下方，取值4表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的自身下方，取值8表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的左下方，取值1表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的自身右方，取值16表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的自身左方，取值32表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的左上方，取值128表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的右上方，取值64表征的是水流由当前矩阵元素所对应的栅格流向该栅格的自身上方。而汇流累积量矩阵中的取值表征的是流向该矩阵元素所对应的栅格数量，例如图2中的第3行第3列的取值为7，表征有7个栅格的水流将流向该栅格。

在本实施例中，由于水流是由高处流向低处，因此通过目标高程信息，可以确定到目标区域内的天然河网。

同时由于一个汇水区的出水口的累积流量是最多的，也就是说一个汇水区内的栅格的水流都会向该汇水区的出水口进行汇聚，并且同处于一个汇水区内的栅格的水流方向也是都指向与该汇水区的出水口。因此，根据水流方向矩阵和汇流累积量矩阵，可以确定天然河网中的各个汇水区。在得到目标区域内的天然河网的各个汇水区后，以汇水区的河流分水线对目标区域进行空间离散，获得目标区域的宏观空间离散结果，该宏观空间离散结果中包括多个宏观空间离散单元，一个汇水区就对应一个宏观空间离散单元，如图3所示，图3即为一个目标区域的宏观空间离散结果，其中包括了多个宏观空间离散单元，一个宏观空间离散单元就对应一个汇水区，图中细实线划分的每个区域即为每个宏观空间离散单元的边界。

在本实施例中，城市中由于城市规划不同，有些土地利用区域将有更多的人员聚集，而有的地块则基本不会有人员聚集，而由于本发明是面向洪涝风险评估的城市空间的自适应离散，因此对于人员聚集的地块需要更高的关注度，而评价一个区域是否有人员聚集，最直观的就是判断该区域是否有道路，如果存在道路则可以确定该区域会有人员聚集，而如果一个区域都不存在道路，则可以认为该区域基本不会有人员聚集。因此，本发明对这类存在道路的区域给予更高的关注度，对这里区域再次进行更细致化的空间离散，以便于对这类区域进行更准确的洪涝灾害风险评估。具体为，通过第一预设筛选规则，该第一预设筛选规则用于从宏观空间离散结果中的所有目标宏观空间离散单元中筛选出包括道路的目标宏观空间离散单元，对于这种目标宏观空间离散单元再做进一步的空间离散。因此，在宏观空间离散单元中包括道路时，该宏观空间离散单元则满足第一预设筛选规则，将该宏观空间离散单元确定为目标宏观空间离散单元，对其做进一步空间离散。具体的，通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果。

同时，这种方式对那些不存在道路的区域，人员活动可能性更低的宏观空间离散单元不再进行更进一步的空间离散，可以有效提高城市地表空间的自适应离散的效率。

在本发明中，所述通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果，包括：通过对所述目标区域内的管网数据进行预处理，获得所述目标区域的目标管网数据；根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据和路网数据，分别构建所述目标宏观空间离散单元的管道链和道路链；将满足管道设定条件的管道链，确定为目标管道链，以构成主干管道网，以及将满足道路设定条件的道路链，确定为目标道路链，以构成主干道路网；将所述目标宏观空间离散单元与主干管道网所在的主干道路网进行匹配，确定所述目标宏观空间离散单元中的各个街区；根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围；通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块；通过水文分析工具，确定所述各个街区的汇水区，以及各个汇水区的出水口；根据所述各个汇水区的出水口之间的关系，以及所述各个汇水区的出水口与所述目标道路块之间的关系，对目标道路块和汇水区进行融合，获得中观空间离散结果。

在本实施例中，一个目标区域内筛选出来的目标宏观空间离散单元包括多个，而每个目标宏观空间离散单元进行进一步空间离散的实施方式都是相同的。因此，为便于理解，后续实施方式中都只以一个目标宏观空间离散单元如何进行进一步的空间离散进行说明。而对于其他各个目标宏观空间离散单元均以相同的实施方式进行进一步空间离散即可。

在本实施例中，由于本发明是面向洪涝风险评估的城市空间的自适应离散，而城市是否存在洪涝风险，又与城市中进行排水的管道和道路直接相关。因此，本发明将基于管网数据和路网数据来对目标宏观空间离散单元做进一步的空间离散，这样划分出来的空间离散单元，将更有利于进行洪涝灾害风险评估。

而由于目标区域内的管网数据是以管段进行记录的，也就是一条完整管线会被多个直线探测点分割为多个管段，管网数据中记录的是管段，以及管段的属性。这使得管网数据记录的数据内容太多，记录的数据内容太过细致化，而本发明需要基于的是整个管线的属性来对目标宏观空间离散单元进行进一步离散，而过于细致化的以管段进行记录的管网数据反而不便于本发明对目标宏观空间离散单元进行进一步离散。

因此，本发明需要先对管网数据进行预处理。由于目标区域内的所有目标宏观空间离散单元都会做进一步空间离散，因此对管网数据进行预处理中的管网数据为目标区域内的管网数据，在目标区域内的管网数据进行预处理，得到对应的目标管网数据后，该目标区域内的各个目标宏观空间离散单元的目标管网数据也就随之确定了。

在本实施例中，对管网数据进行预处理包括清洗与概化处理，以及对管网数据的流向信息进行修正，其具体实施方式如下。

遍历目标区域的管网数据，找到直线探测点，以及与直线探测点相连的两根管段。其中，将管网数据中的下水井所在点确定为直线探测点。

在本实施例中，如图4所示，与直线探测点相连的两根管段表征的是与该直线探测点相连的同属于一条完整管线的两根管段。如图4中的A1与A2为与直线探测点O1相连的两根管段，两者同属于一条完整管线；如图4中的B1与B2为与直线探测点O1相连的两根管段，两者同属于一条完整管线；如图4中的C1与C2为与直线探测点O1相连的两根管段，两者同属于一条完整管线。

记录与直线探测点相连的两根管段各自的属性，管段的属性包括：管长、起点号、止点号、起点埋深、止点埋深、起点高程、止点高程等属性信息。删除管网数据中的直线探测点和与该直线探测点相连的两根管段，并将该两根管段两端的管点相连，形成新的管段。基于该两根管段的属性，对形成的新的管段的属性进行赋值，以获得该新的管段的属性，该新的管段的属性同样包括：管长、起点号、止点号、起点埋深、止点埋深、起点高程、止点高程等属性信息。

其中，管点指的是两根管段远离与之相连的直线探测点的两个端点。

在本实施例中，对于任意的与直线探测点相连的两根管段形成新的管段的实施方式均与上述实施方式相同，在此不再赘述。

同时，在与直线探测点相连的两根管段形成新的管段后，该新的管段将再次属于与直线探测点相连的两根管段中的一根管段，此时该新的管段将继续以上述实施方式形成新的管段。如图4所示，在两根管段C1与C2形成新的管段后，C1与C2形成的新的管段将与C3构成与直线探测点O2相连的两根管段。此时该与直线探测点O2相连的两根管段将继续以上述实施方式形成新的管段，即由C1、C2、C3形成新的管段。

由此，直至管网数据中不再存在与直线探测点相连的两根管段为止，管网数据即完成初步的清洗与概化处理。该经过初步的清洗与概化处理的管网数据中存在大量由多条管段所构成的更长的管线。如图4所示，假使管段C1、管段C2、管段C3其实是一条完整管线，在管网数据完成初步的清洗与概化处理后，在该完成初步的清洗与概化处理的管网数据中将存在的是由C1、C2、C3构成的完整管线。

在本实施例中，由于本发明对目标空间离散单元进行进一步空间离散需要将管网数据与对应的路网数据进行结合，因此需要用到的是管网数据中的具有所属道路属性的管网数据。因此，从完成初步的清洗与概化处理的管网数据中提取出含有“路、街、巷”的管线，并从提取出来的管线中去除与雨水井相连的管线，并根据管线的起止点号信息，提取相应的管点，以用于构造管道链。由此完成对管网数据的清洗与概化处理。

在本实施例中，对管网数据的流向信息进行修正，具体为：将完成清洗与概化处理的管网数据中的相互连通、无其他支管，且方向满足设定条件的多根管线作为一个管道整体，根据该管道整体中各个管线的起点高程信息和止点高程信息确定组成该管道整体的多根管线的整体流向，由该整体流向对该多根管线中的错误流向的管线进行流向修正。

示例地，管道整体由从左至右依次连接的管线A、B、C、D、E构成。一种情况为，根据管线A的起点高程信息和止点高程信息确定管线A的流向为由左向右；根据管线B的起点高程信息和止点高程信息确定管线B的流向为由左向右；根据管线C的起点高程信息和止点高程信息确定管线C的流向为由右向左；根据管线D的起点高程信息和止点高程信息确定管线D的流向为由左向右；根据管线E的起点高程信息和止点高程信息确定管线E的流向为由左向右。由于管道整体中，只有管道C的流向是由右向左，而其他都是由左向右，因此确定管道整体的整体流向为由左向右。此时，将管道C的流向修正为由左向右。

一种情况为，根据管线A的起点高程信息和止点高程信息确定管线A的流向为由右向左；根据管线B的起点高程信息和止点高程信息确定管线B的流向为由左向右；根据管线C的起点高程信息和止点高程信息确定管线C的流向为由左向右；根据管线D的起点高程信息和止点高程信息确定管线D的流向为由左向右；根据管线E的起点高程信息和止点高程信息确定管线E的流向为由右向左。由于管道整体中并没有其他支管，虽然在中间位置的管线的流向都是由左向右，但管道整体的起始位置的管线和终止位置的管线的流向都是由右向左，因此确定管道整体的整体流向为由右向左。此时，将管道B、C、D的流向修正为由右向左。

在本实施例中，构建管道整体的目的是用于对管网中管线的流向进行修正。

在本实施例中，方向满足设定条件表征的是相连的两根管线之间的偏转角度低于预设角度。其中，设定角度的取值可根据实际应用场景进行取值，在此不做具体限定。例如，将预设角度设定为30°，在一条管线向上偏转45°，而另一条与之相连的管线向下偏转45°时，两者之间的偏转角为90°高于30°，两者方向不满足设定条件。在一条管线向上偏转20°，而另一条与之相连的管线向上偏转45°时，两者之间的偏转角为25°低于30°，两者方向满足设定条件。

在本实施例中，在对管网数据进行清洗与概化处理，以及对管网数据的流向信息进行修正处理后，得到目标管网数据，目标管网数据中包括多条管线和多个管线各自的属性信息，以及多条管线的流向信息。

在本实施例中，由于路网数据并不会像管网数据一样进行分段记录数据，因此无需对路网数据进行预处理。因此，本发明将基于管网数据和路网数据来对目标宏观空间离散单元做进一步的空间离散。

更进一步地，在对目标宏观空间离散单元做进一步的空间离散时，对于具有相关性的多条管线需要作为完整链路进行考虑和对于具有相关性的多条道路也因作为完整链路进行考虑。而目标管网数据中的多条管线之间可能是具有相关性的管线，而在目标管网数据中并未将这些管线进行统一考虑。同时道路数据也是，道路数据只是记录和各条道路，但并未将具有相关性的多个道路统一进行考虑。因此，本发明在得到目标管网数据和路网数据后，需要先根据目标宏观空间离散单元中的目标管网数据和路网数据，分别构建管道链和道路链。

在本实施例中，虽然构建管道链和道路链是为了得到更长的链路，但在构建过程中难免会导致构建的管道链或道路链存在长短不一的情况，而本发明基于构造的管道链和道路链对目标宏观空间离散单元进行更进一步的空间离散时，需要足够长的链路。因此，在构建获得管道链和道路链后，还需对其做进一步筛选。本发明通过管道设定条件和道路设定条件，从所有管道链中筛选出满足管道设定条件的目标管道链，以构成主干管道网，以及，从所有道路链中筛选出满足道路设定条件的目标道路链，以构成主干道路网。

在本实施例中，将管道链长度达到第一设定长度的管道链，确定为满足管道设定条件的管道链；将道路链长度达到第二设定长度，且路宽为14m（双向车道）的道路链，确定为满足道路设定条件的道路链。其中，第一设定长度优选为300m，第二设定长度优选为400m。

应当理解的是，上述第一设定长度和第二设定长度的取值只是一种优选实施方式，并不作为本发明的限定，第一设定长度和第二设定长度同样可以根据实际应用场景设定为其他取值，在此不做具体限定。

在本实施例中，本发明在对目标宏观空间离散单元进行更进一步的空间离散时，需要结合目标管道链和目标道路链。因此，在得到主干管道网和主干道路网后，还需要从主干管道网和主干道路网中确定到存在重叠的主干管道网和主干道路网。也就是目标管道链处于地下，而目标道路链位于该目标管道链的上方时，该目标管道链与该目标道路链重叠。其中，主干管道网也就是由所有管道链构成的链路网状结构，主干道路链也就是由所有道路链构建的链路网状结构。

在本实施例中，将与主干管道网存在重叠的主干道路网和目标宏观空间离散单元进行匹配相减，将不存在重合的区域确定为目标宏观空间离散单元中的各个街区。后续在对目标宏观空间离散单元进行进一步的空间离散时，将基于由主干管道网和主干道路网确定的各个街区对其进行进一步空间离散。

在本实施例中，如图5所示，图中示出了部分道路链（图5中灰色部分构成的区域）与部分的目标宏观空间离散单元进行匹配相减，得到的4个未发生重叠的区域即为街区，分别为街区a1、街区a2、街区a3、街区a4。

在本实施例中，由于城市中道路也具有较宽的宽度，在对目标宏观离散空间进行进一步空间离散时无法做到不对其进行考虑。因此在对目标宏观空间离散单元进行进一步离散时，同样需要考虑到道路链，而在此过程中道路链与道路链发生交叉的部分由于涉及了至少两条道路链，因此在考虑道路链的情况下，对目标宏观空间离散单元进行进一步离散时，需要先确定道路链与道路链发生交叉的道路区域的划分原则，也就是先确定道路链交叉部分的道路应该具体分配给哪段道路。

本发明根据目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定到道路链边界线与道路链边界线的交点，将其确定为街区的顶点，在得到各个街区的顶点后，将同一个道路链交叉口的街区顶点相连，以得到各个交叉范围。主干排水线指的是主干管道网中每条管道链的中心线，如图6中的点划线即为各条管道链的中心线。

通过预设划分规则，将每个交叉范围分别分割为多个分割块，并将各个分割块分配给相邻的道路段，以获得目标道路块。如图6所示，图6中所示的O-P1-P2-O即为一个分割块，以及图中所示的O1-P6-P7也为一个分割块，图6中由O-P1-P7-P8-P9-P2-0所围成的区域即为一个目标道路块。

在本实施例中，由于一个目标宏观空间离散单元中包括多个街区，而以街区为单位对目标宏观空间离散单元进行进一步的空间离散时，各个街区的汇水区和汇水区出水口的确定实施方式都相同。因此为便于理解，后续以一个街区的汇水区和汇水区的出水口的确定实施方式进行说明。

首先根据高程数据，获得目标宏观空间离散单元中街区的高程信息，其中，此时所用到的高程数据和上述获得目标区域的高程信息所用到的高程信息是相同的，不同之处在于街区的高程信息的元素相较于目标区域的高程信息的元素会少很多。例如，目标区域的高程信息可能为1000*1000的高程信息，而街区的高程信息可能为20*25的高程信息。

由于在街区内有些栅格与周围的栅格的高程信息存在明显差距，例如一个栅格的高程信息为20，而该栅格周围的6个高程信息均为-10，由此该栅格的高程信息明显存在异常，对于这类栅格需要对其进行伪洼地处理，以避免该栅格对后续的水流方向的确定造成影响。例如，在水流流经该栅格及该栅格周围的6个栅格时，实际上水流方向都是从左向右流的，而该格栅的高程信息存在异常，将导致水流在流经该栅格时，该栅格周围的6个栅格的水流方向将被确定为均指向该栅格，而这显然是错误的。因此，需要对这类栅格进行伪洼地处理，修正这类栅格的高程信息为与周围栅格的平均高程信息相同的高程信息，从未避免确定出错误的水流方向。

在本实施例中，对于进行伪洼地处理的栅格需要满足第一预设条件，该第一预设条件表征的是一个栅格的高程信息与该一个栅格周围的6个栅格的高程信息的平均值超过第一预设阈值时，该一个栅格的高程信息满足第一预设条件。

在本实施例中，第一预设阈值的取值可根据实际应用场景进行设定，在此不做具体限定。例如第一预设阈值可取值为5m，10m，15m等。

在本实施例中，在对所有满足第一预设条件的栅格进行伪洼地处理后，获得街区的目标高程信息。其中，街区的目标高程信息中的一个矩阵元素对应一个栅格的高程信息。

在本实施例中，通过对街区的目标高程信息进行运算处理，获得与该街区的目标高程信息对应的街区的水流方向矩阵。其中，街区的水流方向矩阵中的一个矩阵元素对应一个栅格的水流方向，例如水流由栅格A’流向栅格B’，水流由栅格B’流向栅格C’等。通过对街区的水流方向矩阵进行运算处理，获得与街区的水流方向矩阵对应的街区的汇流累积量矩阵。其中，街区的汇流累积量矩阵中的一个矩阵元素对应一个栅格的累积流量，一个栅格的累积流量表征的是有多少个栅格的水将流向该栅格。

在本实施例中，由于水流将由高处流向低处，因此根据街区的目标高程信息，可以确定到街区内的天然河网。

同时由于一个汇水区的出水口的累积流量是最多的，也就是说一个汇水区内的栅格的水流都会向该汇水区的出水口进行汇聚，并且同处于一个汇水区内的栅格的水流方向也是都指向与该汇水区的出水口。因此，根据第一水流方向矩阵和第一汇流累积量矩阵，可以确定天然河网中的各个汇水区和各个汇水区的出水口。在得到街区内的天然河网的各个汇水区后，以汇水区的河流分水线对街区进行空间离散，获得街区内的各个离散单元，如图7所示，图7中划分的1至19就为汇水区，也就是各个离散单元，同时图7中示出的是4个街区的划分结果，同时图7中也示出了根据上述街区的目标高程信息、街区的水流方向矩阵和街区的汇流累积量矩阵，确定的各个汇水区的出水口。

如图7所示，根据街区内的汇水区的出水口位置，将汇水区分为两类，包括第一类汇水区和第二类汇水区。第一类汇水区为出水口位于另一汇水区的边界的汇水区，如7图中的汇水区17和汇水区18等，汇水区18的出水口位于汇水区17的边界，汇水区17的出水口位于汇水区14的边界。即汇水区18的水将汇入17内，汇水区17的水汇入14内。第二类汇水区为出水口位于街区边界，与道路相邻的汇水区，如图中的汇水区1、2、5等。由于汇水区的出水口是汇水区内汇流累积流量最大的点，此处的水流不再流入该汇水区内，因此此类汇水区内的水流将从这类汇水区的出水口流入相邻的道路。

对于目标宏观离散空间单元中的其他街区均以上述实施方式进行汇水区和汇水区出水口的确定，在此不再赘述。

在本实施例中，在得到目标宏观空间离散单元中的各个街区，以及各个街区的汇水区和汇水区出水口确定，以及目标街道块的确定后，对汇水区和目标街道块进行融合，获得目标宏观空间离散单元的中观空间离散结果。对于目标区域内的每个目标宏观空间离散单元的进一步离散均是以相同的实施方式进行的，在目标区域内的每个目标宏观空间离散单元均进行进一步的离散后，得到目标区域的中观空间离散结果。

具体地，目标宏观空间离散单元的进一步离散具体为：

在汇水区为第一类汇水区时，该汇水区的出水口位于另一汇水区的边界，此时将该汇水区与该另一汇水区融合，在该另一汇水区的出水口同样为第一类汇水区时，将该另一汇水区与该另一汇水区的出水口所位于的汇水区进行融合。如图7所示，汇水区18的出水口位于汇水区17的边界，此时将汇水区18与汇水区17融合为一个汇水区，而汇水区17的出水口又位于汇水区14的边界，此时将汇水区18和汇水区17融合得到的一个汇水区再与汇水区14进行融合。

在汇水区为第二类汇水区时，该汇水区的出水口位于街区边界，此时将该街区边界所在的目标道路块与该汇水区进行融合。如图7所示，汇水区14的出水口位于街道边界，该街道边界所在的目标道路块为R3，此时将目标道路块R3与汇水区14进行融合，由于汇水区18和汇水区17也要与汇水区14融合，因此最终汇水区18，汇水区17，汇水区14和目标道路块R3将进行融合。同时，汇水区7的出水口所位于的街道边界所在的目标道路块也在R3，因此汇水区7也将与汇水区18，汇水区17，汇水区14和目标道路块R3进行融合，得到目标宏观离散空间单元中的一个中观空间离散单元的划分结果。

对于目标宏观空间离散单元中的其他的汇水区和目标道路块均以上述实施方式进行融合，最终将得到目标宏观空间离散单元中所有的中观空间离散单元，得到的所有的中观空间离散单元组成该目标宏观空间离散单元的中观空间离散结果。由此将目标宏观空间离散单元进行了进一步的空间离散，得到目标宏观空间离散单元的中观空间离散结果。

在本实施例中，一个目标区域内有多个目标宏观空间离散单元，而一个目标宏观空间离散单元中有多个中观空间离散单元。在得到目标区域内的所有的目标宏观空间离散单元的中观空间离散结果后，目标区域中所有的目标宏观空间离散单元的中观空间离散结果和其他的宏观空间离散单元共同构成目标区域的中观空间离散结果。

上述实施方式的具体实现过程如下：对每个汇水区设置标示字段，用于记录汇水区所汇入的汇水区编号或目标道路块编号。例如，对于图7中的汇水区18，其汇入的汇水区编号为17，因此为汇水区18设置标示字段17，用于标记汇水区18的水流将通过出水口汇入汇水区17；对于图7中的汇水区17，其汇入的汇水区编号为14，因此为汇水区17设置标示字段14，用于标记汇水区17的水流将通过出水口汇入汇水区14；对于图7中的汇水区14，其汇入是目标道路块R3，因此为汇水区14设置标示字段R3，用于标记汇水区14的水流将通过出水口汇入目标道路块R3。

通过获取汇水区的标识字段来确定将进行融合的汇水区和目标道路块。对于每个汇水区或每个目标道路块，通过每个汇水区或每个目标道路块的标示字段确定其将进行融合的汇水区和目标道路块。例如，先获取到汇水区18的标示字段为17，因此确定汇水区18将与汇水区17进行融合；在由汇水区18确定到汇水区17后，获取到汇水区17的标示字段为汇水区14，因此确定汇水区17将与汇水区14进行融合；在由汇水区18确定到汇水区17后，获取到汇水区17的标示字段为汇水区14，因此确定汇水区17将与汇水区14进行融合；在由汇水区17确定到汇水区14后，获取到汇水区14的标示字段为目标道路块R3，因此确定汇水区14将与目标道路块R3进行融合；在由汇水区14确定到目标道路块R3后，获取到标示字段同为目标道路块R3的汇水区7，因此确定汇水区将与目标道路R3进行融合；在由目标道路块R3确定到汇水区7后，目标宏观空间离散单元中不再具有标示字段为7的汇水区，也就是没有其他汇水区流入汇水区7，此时完成一个中观空间离散单元的融合，获得一个中观空间离散单元。

在本实施例中，对于已经进行过融合的汇水区和目标道路块将不再进行后续的其他中观空间离散单元的融合生成。后续的其他中观空间离散单元的融合生成将在目标宏观空间离散单元中的剩余汇水区和剩余目标道路块中去获取到合适的汇水区和目标道路块进行融合生成。

在本实施例中，对于其他中观空间离散单元的融合生成的实施方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

在本发明中，根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的管道链，包括：

步骤11：目标宏观空间离散单元的目标管网数据中的所有管线将存储至管线集合中，从所述管线集合中选取一条管线Arc；

步骤12：从所述管线集合中获取与一条管线Arc相连的管线；

步骤13：根据管线预设连接规则，确定所述与一条管线Arc相连的管线是否可与一条管线Arc进行链接，以构建管道链，在所述与一条管线Arc相连的管线可与一条管线Arc进行链接时，执行步骤14，否则执行步骤16；

步骤14：从所述管线集合中删除所述与一条管线Arc相连的管线；

步骤15：将所述与一条管线Arc相连的管线与一条管线Arc进行融合形成一条新的管线Arc，将该一条新的管线Arc确定为一条管线Arc后，执行步骤12；

步骤16：确定所述管线集合中是否还有管线，若是，执行步骤11；若否，结束管道链的构建；

根据目标宏观空间离散单元的路网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的道路链，包括：

步骤21：目标宏观空间离散单元的道路数据中的所有道路将存储至道路集合中，从所述道路集合中选取一条道路Arc；

步骤22：从所述道路集合中获取与一条道路Arc相连的道路；

步骤23：根据道路预设连接规则，确定所述与一条道路Arc相连的道路是否可与一条道路Arc进行链接，以构建道路链，在所述与一条道路Arc相连的道路可与一条道路Arc进行链接时，执行步骤24，否则执行步骤26；

步骤24：从所述道路集合中删除所述与一条道路Arc相连的道路；

步骤25：将所述与一条道路Arc相连的道路与一条道路Arc进行融合形成一条新的道路Arc，将该一条新的道路Arc确定为一条道路Arc后，执行步骤22；

步骤26：确定所述道路集合中是否还有道路，若是，执行步骤21；若否，结束管道链的构建。

在本实施例中，根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据，构建管道链的具体实施方式如下：

将目标宏观空间离散单元的目标管网数据通过“节点-弧段”模型进行数据存储，由此可将目标管网数据中的所有管线存储到对应的管线集合中。

从管线集合中选取一条管线Arc，然后再从管线集合中选取与这条管线Arc相连的各条管线。根据管线预设连接规则，确定选取的与这条管线Arc相连的各条管线是否能够与这条管线Arc进行链接，以构成管道链。

如果与这条管线Arc相连的各条管线中具有满足管线预设连接规则的管线时，该满足管线预设连接规则的管线将能够与这条管线Arc进行链接，以构成管道链。此时，将该满足管线预设连接规则的管线和选取的这一条管线Arc从管线集合中删除掉，然后将该满足管线预设连接规则的管线与这条管线Arc进行融合形成新的管线Arc，也就是将该满足管线预设连接规则的管线与这条管线Arc进行链接形成新的管线Arc。

然后再从管线集合中获取能够与这条新的管线Arc相连的各条管线。根据管线预设连接规则，确定选取的与这条新的管线Arc相连的各条管线是否能够与这条新的管线Arc进行链接，以构成管道链。

如果与这条新的管线Arc相连的各条管线中具有满足管线预设连接规则的管线时，该满足管线预设连接规则的管线将能够与这条新的管线Arc进行链接，以构成管道链。此时，将该满足管线预设连接规则的管线从管线集合中删除掉，然后将该满足管线预设连接规则的管线与这条新的管线Arc进行融合又形成新的管线Arc，也就是将该满足管线预设连接规则的管线与这条新的管线Arc进行链接形成新的管线Arc。如此循环，直至管线集合中不存在能够与形成的新的管线Arc进行链接的管线时，完成这条管道链的构建。

此时，从管线集合中选取另一条管线Arc，继续以上述实施方式确定该另一条管线Arc对应的管道链，直至管线集合中不再存在管线为止。

在本实施例中，管线预设连接规则可以包括与管线Arc相连的管线的角度与该管线Arc的角度低于设定阈值；与管线Arc相连的管线的管径与该管线Arc的管径相同；与管线Arc相连的管线的管径与该管线Arc的管径相同，且两者材质相同。同时，还可根据管线的其他属性，来判断两根管线之间是否满足管线预设连接规则，在两根管线的其他属性相同时，确定两根管线之间满足管线预设连接规则。

在本实施例中，上述管线预设连接规则中包括的多种判断条件具有优先顺序，以几何规则判断为主，而语义规则为辅。如果通过角度这样的几何规则能够判断时，则只需要用角度进行判断，而如果角度无法进行判断时，则使用管径与材质（语义规则）进行辅助判断。

在本实施例中，设定阈值的取值可根据实际应用场景进行设置，在此不做具体限定。例如设定阈值可为135°，150°，180°等。

示例地，目标宏观空间离散单元α的目标管网数据中包括管线a1、a2、a3、a4……、a10。将目标宏观空间离散单元的目标管网数据中的所有管线存储到对应的管线集合中。

首先从管线集合中选择一条管线a1，然后再从管线集合中选取到与这条管线a1相连的管线，有a2，a3，a4。

根据管线预设连接规则，确定管线a2，a3，a4中只有a2和a3与管线a1之间满足管线预设连接规则，将a1，a2，a3从管线集合中删除掉。

此时，将管线a2，a3与a1进行融合，得到新的管线a2-a1-a3（表示a2链接a1，a1链接a3）。

此时新的管线a2-a1-a3两端为a2和a3，从管线集合中确定到与这条新的管线a2-a1-a3两端a2和a3相连的管线有a4，a5，a6，a7。

根据管线预设连接规则，确定管线a4，a5，a6，a7中只有a5，a6与新的管线a2-a1-a3之间满足管线预设连接规则，将a5，a6从管线集合中删除掉。

此时将管线a5，a6与新的管线a2-a1-a3进行融合，得到新的管线a5-a2-a1-a3-a6。

此时新的管线a5-a2-a1-a3-a6两端为a5和a6，从管线集合中确定到其中不再有与这条新的管线a5-a2-a1-a3-a6两端a5和a6相连的管线，此时完成一条完整管道链a5-a2-a1-a3-a6的构建。

此时从管线集合中再选择一条管线a4，然后再从管线集合中选取到与这条管线a4相连的管线，有a7，a8。

根据管线预设连接规则，确定管线a7和a8与管线a4之间均满足管线预设连接规则，将a4，a7，a8从管线集合中删除掉。

此时将管线a7，a8与a4进行融合，得到新的管线a7-a4-a8（表示a7链接a4，a4链接a8）。

此时新的管线a7-a4-a8两端为a7和a8，从管线集合中确定到与这条新的管线a7-a4-a8两端a7和a8相连的管线有a9，a10。

根据管线预设连接规则，确定管线a9，a10与新的管线a7-a4-a8之间均满足管线预设连接规则，将a9，a10从管线集合中删除掉。

此时将管线a9，a10与新的管线a7-a4-a8进行融合，得到新的管线a9-a7-a4-a8-a10。

此时新的管线a9-a7-a4-a8-a10两端为a9和a10，从管线集合中确定到其中不再有与这条新的管线a9-a7-a4-a8-a10两端a9和a10相连的管线，此时完成一条完整管道链a9-a7-a4-a8-a10的构建。

此时由于管线集合中已经不再具有管线，结束管道链的构建。

在本实施例中，根据目标宏观空间离散单元的道路数据，构建道路链的具体实施方式如下：

将目标宏观空间离散单元的道路数据通过“节点-弧段”模型进行数据存储，由此可将道路数据中的所有道路存储到对应的道路集合中。

从道路集合中选取一条道路Arc。然后再从道路集合中选取与这条道路Arc相连的各条道路。根据道路预设连接规则，确定选取的与这条道路Arc相连的各条道路是否能够与这条道路Arc进行链接，以构成道路链。

如果与这条道路Arc相连的各条道路中具有满足道路预设连接规则的道路时，该满足道路预设连接规则的道路将能够与这条道路Arc进行链接，以构成道路链，此时将该满足道路预设连接规则的道路和选取的这一条道路从道路集合中删除掉，然后将该满足道路预设连接规则的道路与这条道路Arc进行融合形成新的道路Arc，也就是将该满足道路预设连接规则的道路与这条道路Arc进行链接形成新的道路Arc。

然后再从道路集合中获取能够与这条新的道路Arc相连的各条道路。根据道路预设连接规则，确定选取的与这条新的道路Arc相连的各条道路是否能够与这条新的道路Arc进行链接，以构成道路链。

如果与这条新的道路Arc相连的各条道路中具有满足道路预设连接规则的道路时，该满足道路预设连接规则的道路将能够与这条新的道路Arc进行链接，以构成道路链，此时将该满足道路预设连接规则的道路从道路集合中删除掉，然后将该满足道路预设连接规则的道路与这条新的道路Arc进行融合又形成新的道路Arc，也就是将该满足道路预设连接规则的道路与这条新的道路Arc进行链接形成新的道路Arc。如此循环，直至道路集合中不存在能够与形成的新的道路Arc进行链接的道路时，完成这条道路链的构建。

此时，从道路集合中选取另一条道路Arc，继续以上述实施方式确定该另一条道路Arc对应的道路链，直至道路集合中不再存在道路为止。

在本实施例中，道路预设连接规则可以包括与道路Arc相连的道路的角度与该道路Arc的角度低于预设阈值；与道路Arc相连的道路的名称与该道路Arc的名称相同；与道路Arc相连的道路的宽度与该道路Arc的宽度相同。

在本实施例中，预设阈值的取值可根据实际应用场景进行设置，在此不做具体限定。例如设定阈值可为135°，150°，180°等。

在本实施例中，上述道路预设连接规则中包括的多种判断条件具有优先顺序，以几何规则判断为主，而语义规则为辅。如果通过角度这样的几何规则能够判断时，则只需要用角度进行判断，而如果角度无法进行判断时，则使用名称或宽度（语义规则）进行辅助判断。

示例地，目标宏观空间离散单元β的道路数据中包括道路b1、b2、b3、b4……、b10。将目标宏观空间离散单元的道路数据中的所有道路存储到对应的道路集合中。

首先从道路集合中选择一条道路b1，然后再从道路集合中选取到与这条道路b1相连的道路，有b2，b3，b4。

根据道路预设连接规则，确定道路b2，b3，b4中只有b2和b3与道路b1之间满足道路预设连接规则，将b1，b2，b3从道路集合中删除掉。

此时将道路b2，b3与b1进行融合，得到新的道路b2-b1-b3（表示b2链接b1，b1链接b3）。

此时新的道路b2-b1-b3两端为b2和b3，从道路集合中确定到与这条新的道路b2-b1-b3两端b2和b3相连的道路，有b4，b5，b6，b7。

根据道路预设连接规则，确定道路b4，b5，b6，b7中只有b5，b6与新的道路b2-b1-b3之间满足道路预设连接规则，将b5，b6从道路集合中删除掉。

此时将道路b5，b6与新的道路b2-b1-b3进行融合，得到新的道路b5-b2-b1-b3-b6。

此时新的道路b5-b2-b1-b3-b6两端为b5和b6，从道路集合中确定到其中不再有与这条新的道路b5-b2-b1-b3-b6两端b5和b6相连的道路，此时完成一条完整道路链b5-b2-b1-b3-b6的构建。

此时从道路集合中再选择一条道路b4，然后再从道路集合中选取到与这条道路b4相连的道路有b7，b8。

根据道路预设连接规则，确定道路b7和b8与道路b4之间均满足道路预设连接规则，将b4，b7，b8从道路集合中删除掉。

此时将道路b7，b8与b4进行融合，得到新的道路b7-b4-b8（表示b7链接b4，b4链接b8）。

此时新的道路b7-b4-b8两端为b7和b8，从道路集合中确定到与这条新的道路b7-b4-b8两端b7和b8相连的道路有b9，b10。

根据道路预设连接规则，确定道路b9，b10与新的道路b7-b4-b8之间均满足道路预设连接规则，将b9，b10从道路集合中删除掉。

此时将道路b9，b10与新的道路b7-b4-b8进行融合，得到新的道路b9-b7-b4-b8-b10。

此时新的道路b9-b7-b4-b8-b10两端为b9和b10，从道路集合中确定到其中不再有与这条新的道路b9-b7-b4-b8-b10两端b9和b10相连的道路，此时完成一条完整道路链b9-b7-b4-b8-b10的构建。

此时由于道路集合中已经不再具有道路，结束道路链的构建。

在本发明中，在一条管线Arc的一端具有多条满足管线预设连接规则的管线时，根据管线预设连接策略，从所述多条满足管线预设连接规则的管线中确定一条目标管线，将所述一条目标管线与所述一条管线Arc链接；在一条道路Arc的一端具有多条满足道路预设连接规则的道路时，根据道路预设连接策略，从所述多条满足道路预设连接规则的道路中确定一条目标道路，将所述一条目标道路与所述一条道路Arc链接。

在本实施例中，在构建管线链的过程中，与一条管线Arc的一端相连的多条管线中，可能同时有多条管线都与该一条管线Arc满足管线预设连接规则，此时只能选取其中的一条管线与该一条管线Arc进行链接，以构建管线链。因此，提前设定管线预设连接策略，根据管线预设连接策略从该多条管线中筛选出一条目标管线，与该一条管线Arc的一端链接。

在本实施例中，管线预设连接策略为自身最大适合策略连接，与弧段a相连的是a的最佳连接对象b，且弧段b的最佳连接对象也是a，要求弧段a和弧段b互为最佳连接对象，才能连接成一个管道链。

在构建道路链的过程中，与一条道路Arc的一端相连的多条道路中，可能同时有多条道路都与该一条道路Arc满足道路预设连接规则，此时只能选取其中的一条道路与该一条道路Arc进行链接，以构建道路链。因此，提前设定道路预设连接策略，根据道路预设连接策略从该多条道路中筛选出一条目标道路，与该一条道路Arc的一端链接。

在本发明中，所述根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围，包括：根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，构建主干排水线缓冲区；通过所述主干排水线缓冲区，确定街区的顶点；根据主干排水线的交点与所述主干排水线的周围街区的顶点，确定所述主干排水线交点对应的交叉范围。

在本实施例中，根据主干排水线所在道路的宽度构建主干排水线缓冲区，以主干排水线缓冲区范围查询街区顶点。

通过主干排水线缓冲区的道路链与道路链边界线的交点，确定到各个街区的顶点，如图6所示的P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9即为各个街区的顶点。应当理解的是，一个目标宏观空间离散单元中将存在多个主干排水线交点，而图6中只是示出了两个主干排水线交点O和O1对应的各个街区的顶点的确定实施方式。对于一个目标宏观空间离散单元中的其他主干排水线交点对应的各个街区的顶点的确定实施方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

在得到目标宏观空间离散单元中所有街区各自的顶点后，将每个主干排水线交点各自周围街区的顶点相连得到与主干排水线交点对应的交叉范围，如图6所示，将主干排水线交点O周围街区的顶点P1、P2、P3、P4、P5相连，将得到该主干排水线交点O对应的交叉范围，将主干排水线交点O1周围街区的顶点P6、P7、P8、P9相连，将得到该主干排水线交点O1对应的交叉范围。

在本发明中，所述通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块，包括：根据所述交叉范围内的主干排水线间的夹角，确定两两相邻的主干排水线；遍历所述交叉范围内的街区顶点，确定各个街区顶点分别和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角；在街区顶点和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与该两两相邻的主干排水线之间的夹角之和等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角时，通过该街区顶点与所述交叉范围内的主干排水线交点的连线分割所述交叉范围，否则通过角平分线分割交叉范围；将分割获得的分割块分配给与所述分割块相邻的道路段，获得目标道路块。

在本实施例中，由于该交叉范围的区域涉及了多条道路，因此在对该交叉范围的区域进行空间离散时，需要先对该交叉范围的区域进行分割，以将各个分割块分配给相邻的道路段。具体为：将交叉范围内的主干排水线交点与该主干排水线交点分别周围街区的顶点相连，以将交叉范围分割为多个分割块，然后将各个分割块分配给相邻的道路段。

例如，如图6所示，将交叉范围内的主干排水线交点O分别与该主干排水线交点周围街区的顶点P1、P2、P3、P4、P5相连。由于P1-O-P2组成的分割块是与道路段R1相邻，因此将分割块P1-O-P2分配给道路段R1，使两者构成一个区域范围，进行后续的进一步空间离散；由于P2-O-P3组成的分割块是与道路段R2相邻，因此将分割块P2-O-P3分配给道路段R2，使两者构成一个区域范围，进行后续的进一步空间离散；由于P3-O-P4组成的分割块是与道路段R3相邻，因此将分割块P3-O-P4分配给道路段R3，使两者构成一个区域范围，进行后续的进一步空间离散；由于P4-O-P5组成的分割块是与道路段R4相邻，因此将分割块P4-O-P5分配给道路段R4，使两者构成一个区域范围，进行后续的进一步空间离散；由于P5-O-P1组成的分割块是与道路段R5相邻，因此将分割块P5-O-P1分配给道路段R5，使两者构成一个区域范围，进行后续的进一步空间离散。

在本实施例中，由于在实际执行过程中，计算机并无法直观获取到分割块具体是与哪个道路段相邻。因此需要设定规则来使计算机能够进行识别以确认到分割块与哪个道路段相邻，具体实施方式如下：

选取交叉范围内的一条主干排水线，计算交叉范围内的各条排水线分别与该一条排水线之间的夹角，确定其中夹角最小的两条主干排水线分别与该一条主干排水线构成两个两两相邻的主干排水线。

例如，对于主干排水线L1，计算交叉范围内的各条排水线分别与主干排水线L1之间的夹角，最终得到主干排水线L2和主干排水线L5分别与处于道路段R1的主干排水线之间的夹角是最小的两个，因此确定主干排水线L2和主干排水线L5分别与主干排水线L1构成两个两两相邻的主干排水线，也就是L1与L2组成一个两两相邻的主干排水线，以及L1与L5组成一个两两相邻的主干排水线。

相同的，其他主干排水线的两两相邻的主干排水线的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

在得到与每条主干排水线相邻的两条主干排水线后，选取交叉范围内的一条主干排水线，遍历交叉范围内的各个街区的顶点，确定各个顶点和该交叉范围内的主干排水线交点的连线与这条排水线中的一个两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于这个两两相邻的主干排水线之间的夹角。如果等于，则通过该顶点与交点的连线分割交叉范围。然后遍历交叉范围内剩余的各个街区的顶点，确定各个顶点和该交叉范围内的主干排水线交点的连线与这条主干排水线中的另一个两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于这个两两相邻的主干排水线之间的夹角，如果等于，则通过该顶点与交点的连线分割交叉范围。

例如，对于主干排水线L1，在主干排水线L1与主干排水线L2构成两两相邻的主干排水线时，遍历顶点P1、P2、P3、P4、P5，以确定其中能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给主干排水线L1对应的道路段R1的顶点。首先随机选取顶点P1，顶点P1与交点O的连线分别与主干排水线L1和主干排水线L2之间的夹角为P1-O-L1和P1-O-L2，而主干排水线L1与主干排水线L2之间的夹角为L1-O-L2，夹角P1-O-L1和P1-O-L2之和不等于夹角L1-O-L2，顶点P1并不是能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给道路段R1的顶点；然后选取顶点P2，顶点P2与交点O的连线分别与主干排水线L1和主干排水线L2之间的夹角为P2-O-L1和P2-O-L2，而主干排水线L1与主干排水线L2之间的夹角为L1-O-L2，夹角P2-O-L1和P2-O-L2之和等于夹角L1-O-L2，因此顶点P2属于能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给道路段R1的顶点。

在主干排水线L1与主干排水线L5构成两两相邻的主干排水线时，由于顶点P2已经被确认为属于能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给道路段R1的顶点。因此，在主干排水线L1与主干排水线L5构成两两相邻的主干排水线时，只需遍历顶点P1、P3、P4、P5。首先随机选取顶点P1，顶点P1与交点O的连线分别与主干排水线L1和主干排水线L5之间的夹角为P1-O-L1和P1-O-L5，而主干排水线L1与主干排水线L5之间的夹角为L1-O-L5，夹角P1-O-L1和P1-O-L5之和等于夹角L1-O-L5，因此顶点P1属于能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给主干排水线L1对应的道路段R1的顶点。

由此，通过顶点P1和顶点P2分别与交点O相连得到分割块，将分割块分配给主干排水线对应的道路段R1。基于相同的实施方式，得到道路段R1的另一端的一个分割块O1-P6-P7-O1，两个分割块与道路段R1共同组成一个目标道路块，如图所示的O-P1-P7-O1-P6-P2-O所围成的区域即为一个目标道路块。

由于顶点P1和P2已经被确认为属于能够与交点O相连以对交叉范围进行分割得到分割块，并分配给道路段R1的顶点。因此后续进行顶点遍历时，无需再遍历P1和P2。

相同的，对于其他的顶点是否能与交点相连进行分割块的分割的实施方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

在道路为T型时，此时有两条主干排水线之间并没有街区顶点，此时这两条主干排水线无法得到满足条件的对应的顶点，此时直接对这两条主干排水线做角平分线来对交叉范围进行分割，如图8所示，主干排水线L11与L12并没有对应的街区顶点，此时直接对这两条主干排水线做角平分线，也就是连接O2与P03对交叉范围进行分割。

在本发明中，所述方法还包括：根据第二预设筛选规则，确定所述中观空间离散结果中的目标中观空间离散单元；根据目标中观空间离散单元中的雨水井数据和目标中观空间离散单元的边界，构建德劳内不规则三角网，以形成微观空间离散结果。

在本实施例中，对于城市中具有居住用地和/或公共设施用地的区域，将有更多的人员聚集，而在对这类区域进行洪涝灾害风险评估时，需要更加关注，因此对于这类区域，需要对其进行更进一步的空间离散。因此对目标区域内的中观空间离散结果进行筛选，从所有的中观空间离散单元中筛选出包括居住用地和/或公共设施用地的目标中观空间离散单元，对目标中观空间离散单元再做进一步的空间离散。

在本实施例中，对于所有的中观空间离散单元中的任意一个中观空间离散单元，在该中观空间离散单元的边界内，将每个雨水箅，也就是雨水井作为中心点，构建德劳内不规则三角网，得到该中观空间离散单元内的各个微观空间离散单元。对于每个中观空间离散单元均以该实施方式进行微观空间离散单元的划分，在所有中观空间离散单元完成划分后，得到微观空间离散结果。

在本发明中，所述方法还包括：通过对所述目标区域内的建筑数据进行预处理，获得所述目标区域的目标建筑数据；通过所述目标建筑物数据对所述高程数据进行修正，获得目标高程数据；根据目标高程数据和所述目标建筑物数据，分别提取获得自然分水线和建筑物线；根据所述自然分水线和所述建筑物线，对所述微观空间离散结果进行修正，获得目标微观空间离散结果。

在本实施例中，由于本发明是面向洪涝风险评估的城市地表空间的自适应离散，需要依赖于地面的高程信息以及水流方向来进行城市地表空间的自适应离散，而城市内的建筑物将对地面的高程信息和水流方向起到直接的影响。例如在地面的一条从左向右的水路中间具有一个大的建筑物时，在该位置处的地面高程信息将非常高，因此水在该水路中从左向右流经时，由于该一个大的建筑物的存在，将导致水流从该建筑物两侧绕道，导致水流方向发生改变。因此，建筑物数据将在本发明的面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间的自适应离散起到重要作用，因此需要用到城市中的建筑物数据。同时由于本发明只需要用到建筑物数据中的轮廓面积达到一定取值的建筑物（轮廓面积较小的建筑物并不会对水流方向造成大的影响，因此忽略不计，不进行考虑）的外表轮廓和高程信息，而实际城市中的建筑物数据是非常复杂多样的，几乎城市中的所有建筑物的数据都会被记录在建筑物数据中，同时建筑物的顶部结构也会记录在其中。因此，为了保证本发明的面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间能够准确快速地进行自适应离散，因此需要对建筑物数据先进行聚合简化处理。

而对建筑物数据进行聚合简化处理，具体为：在建筑物数据中的一个大的建筑物轮廓内具有多个空间重叠的多边形时，将该多个空间重叠的多边形进行简化处理，仅以该一个大的建筑物轮廓进行表示。

同时，设定第一预设阈值和第二预设阈值。在建筑物的轮廓面积低于该第一设定阈值时，确定距离该建筑物最近的一个大的建筑物与该建筑物之间的距离是否低于第二预设阈值。在低于时，将该建筑物与该一个大的建筑物进行聚合，形成一个整体的建筑物轮廓；而在高于时，将该建筑物直接删除。

在本实施例中，第一设定阈值的取值和第二设定阈值的取值均可根据实际应用场景进行设定，在此不做具体限定。例如，第一设定阈值可以设定为5㎡、10㎡等，第二设定阈值可以设定为5m、10m等。其中，第一设定阈值的作用是用于判断建筑物的轮廓面积是否达到了可以作为一个独立建筑物进行考虑，在建筑物的轮廓面积大于等于该第一设定阈值时，该建筑物可以作为独立建筑物进行考虑，而在建筑物的轮廓面积低于该第一设定阈值时，该建筑物将与周围最近的一个大的建筑物进行聚合，以作为一个整体的建筑物轮廓进行考虑。第二设定阈值的作用是用于确定一个可以进行聚合处理的建筑物，在合适范围内是否有与之邻近的可以进行聚合的一个大的建筑物。

在本实施例中，在对建筑物数据进行聚合简化处理后，得到目标建筑物数据，目标建筑物数据是更加简化的建筑物数据，可以更便于后续进行城市地表空间的自适应离散。

在本实施例中，在对中观空间离散单元做进一步更细化的空间离散时，由于城市中建筑物很高，其也会对水流的流向造成影响，因此在面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间的自适应离散过程中，建筑物也是不容忽视的一个影响因素。因此本发明通过目标建筑物数据中的各个建筑物的高程信息对目标区域的高程数据进行修正，以获得目标区域的目标高程数据，也就是DSM数据（Digital Surface Model）。

具体地，由于高程数据是以栅格进行记录的，因此需要基于高程数据的栅格尺寸和栅格位置对目标建筑物数据中的各个建筑物进行栅格化。同时由于目标建筑物数据中缺乏详细的高程信息，因此将目标建筑物数据中的各个建筑物的高程信息统一设置为预设取值。然后基于栅格后的目标建筑物数据中的各个建筑物的高程信息对高程数据进行修正，以获得目标高程数据。如图9所示，虚线栅格即为记录高程数据的栅格，该高程数据只是记录了地理的高程信息而并不涉及建筑物的高程信息，以记录高程数据的栅格对目标建筑物数据中的各个建筑物a、b、c、d进行栅格化，然后对于与建筑物存在重叠的每个栅格，以建筑物的高程信息与栅格原始的高程信息之和作为栅格新的高程信息，以此完成对高程数据的修正，获得目标高程数据。

在本实施例中，预设取值可根据实际应用场景进行设置，在此不做具体限定。例如可将预设取值设置为10m，15m，20m等。

在本实施例中，在获得目标高程数据和目标建筑物数据后，根据目标高程数据通过水文分析工具获取汇流累积量，再结合邻域分析、叠置分析以及重分类等技术与方法完成自然分水线的提取，具体实施过程如下：

步骤1：依据目标高程数据（DSM数据，Digital Surface Model），通过领域分析求取高程数据的均值DSMmean；

步骤2：通过叠置分析DSM-DSMmean，设定阈值Ra进行重分类；

步骤3：根据DSM数据计算栅格的汇流累积量，提取汇流累积量为0的栅格；

步骤4：通过领域分析求取均值，设定阈值Rb对栅格进行重分类；

步骤5：叠置分析Ra*Rb，获得自然分水线栅格数据；

步骤6：将自然分水线栅格数据转出为矢量数据，得到最终的自然分水线。

在本实施例中，在目标建筑物数据中，对洪涝风险影响较大的居住建筑、商业建筑、教育建筑、医疗建筑、公共交通与公共设施建筑抽象成线对象，形成建筑物线，将建筑物矢量面数据转为栅格数据，对其二值化处理后再提取栅格元素的中心，从而生成中心线要素，即所需的建筑物线。如图10所示，图中左侧的两个矩形即为建筑物的栅格数据，图中右侧的两个矩形的中心线即为建筑物线，该建筑物线将会影响水流的流向。

在本实施例中，在得到自然分水线和建筑物线后，通过自然分水线和建筑物线对微观空间离散结果进行修正，获得目标微观空间离散结果。

在本发明中，所述根据所述自然分水线和所述建筑物线，对所述微观空间离散结果进行修正，获得目标微观空间离散结果，包括：确定所述微观空间离散结果中与自然分水线和/或建筑物线存在交集的异常微观空间离散单元；对于所述异常微观空间离散单元中被自然分水线和/或建筑物线切割形成的不包含雨水箅的异常区域，根据所述异常区域到每个相邻的微观空间离散单元的雨水箅的距离，将所述异常区域使用欧式分配方法均分至周围的微观空间离散单元中，获得目标微观空间离散结果。

在本实施例中，在得到自然分水线和建筑物线后，通过自然分水线及建筑物线的位置判断是否需要对微观空间离散单元进行修正，具体实施过程如下：

步骤1：在通过构建德劳内不规则三角网得到微观空间离散单元，以及得到自然分水线和建筑物线后，确定各个微观空间离散单元中是否与自然分水线和/或建筑物线存在交集，如果存在交集，则确定存在交集的微观空间离散单元属于异常微观空间离散单元，需要对其进行修正，此时进入步骤2，否则进入步骤3；

步骤2：对于确定的异常微观空间离散单元中被自然分水线和/或建筑物线切割形成的一个不包含雨水箅的异常区域，根据这个异常区域到每个相邻的微观空间离散单元的雨水箅的距离远近，将该异常区域使用欧式分配方法均分至周围的微观空间离散单元中；

如图11所示，一个微观空间离散单元rf1被一条自然分水线（图11中的虚线）切割为了两个区域，即rf11和rf12，其中rf11为一个不包含雨水箅（图11中的黑点圆点代表雨水箅，只示出了部分的雨水箅）的异常区域。对于这个异常区域，将根据这个异常区域到每个相邻的微观空间离散单元的雨水箅的距离远近，将该异常区域使用欧式分配方法均分至周围的微观空间离散单元中。

步骤3：确定得到的新的所有微观空间离散单元的边界是否还有被切割的微观空间离散结果，如果是，进入步骤2，如果否，得到最终的目标微观空间离散结果。

本发明通过考虑城市空间的人文自然要素与人文要素对洪涝灾害风险的影响，实现了复杂城市地表空间的自适应离散，有效提升了洪涝灾害风险评估的效率，为洪涝灾害风险的精细化评估提供了重要的技术支撑。对于具有人员聚集的区域进行更精细化的自适应空间离散，而对于没有人员聚集的区域，洪涝灾害对其的影响也就更小，对其的关注度可无需太高，因此进行较为粗糙的自适应空间离散，也就是可以根据城市空间的属性对城市空间地表进行自适应的空间离散，从而有效提高进行空间离散的离散效率。

本发明另一方面提供一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散***，所述***200包括：

高程信息确定模块201，用于根据目标区域的高程数据，确定所述目标区域的高程信息；

目标高程信息确定模块202，用于通过对所述高程信息中满足设定条件的栅格进行填洼及伪洼地处理，获得目标高程信息；

矩阵构建模块203，用于根据所述目标高程信息，构建与所述目标高程信息对应的水流方向矩阵，以及根据获得的所述水流方向矩阵，构建与所述水流方向矩阵对应的汇流累积量矩阵；

天然河网生成模块204，用于根据所述汇流累积量矩阵，确定所述目标区域的天然河网；

空间自适应离散模块205，用于根据所述目标区域的水流方向矩阵和所述目标区域的天然河网，对所述目标区域进行空间离散，将河流分水线作为宏观空间离散单元的边界，获得所述目标区域的宏观空间离散结果。

可选地，所述***还包括：

数据预处理模块，用于通过对所述目标区域内的管网数据进行预处理，获得所述目标区域的目标管网数据；

目标宏观空间离散单元确定模块，用于根据第一预设筛选规则，确定所述宏观空间离散结果中的目标宏观空间离散单元；

链路构建模块，用于根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据和路网数据，分别构建所述目标宏观空间离散单元的管道链和道路链；

主干网构造模块，用于将满足管道设定条件的管道链，确定为目标管道链，以构成主干管道网，以及将满足道路设定条件的道路链，确定为目标道路链，以构成主干道路网；

街区确定模块，用于将所述目标宏观空间离散单元与主干管道网所在的主干道路网进行匹配，确定所述目标宏观空间离散单元中的各个街区；

交叉范围确定模块，用于根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围；

目标道路块确定模块，用于通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块；

街区汇水口确定模块，用于通过水文分析工具，确定所述各个街区的汇水区，以及各个汇水区的出水口；

第一空间自适应离散模块，用于根据所述各个汇水区的出水口之间的关系，以及所述各个汇水区的出水口与所述目标道路块之间的关系，对目标道路块和汇水区进行融合，获得中观空间离散结果。

可选地，所述链路构建模块用于实现如下步骤：

步骤11：目标宏观空间离散单元的目标管网数据中的所有管线将存储至管线集合中，从所述管线集合中选取一条管线Arc；

步骤12：从所述管线集合中获取与一条管线Arc相连的管线；

步骤13：根据管线预设连接规则，确定所述与一条管线Arc相连的管线是否可与一条管线Arc进行链接，以构建管道链，在所述与一条管线Arc相连的管线可与一条管线Arc进行链接时，执行步骤14，否则执行步骤16；

步骤14：从所述管线集合中删除所述与一条管线Arc相连的管线；

步骤15：将所述与一条管线Arc相连的管线与一条管线Arc进行融合形成一条新的管线Arc，将该一条新的管线Arc确定为一条管线Arc后，执行步骤12；

步骤16：确定所述管线集合中是否还有管线，若是，执行步骤11；若否，结束管道链的构建；

以及，所述链路构建模块用于实现如下步骤：

步骤21：目标宏观空间离散单元的道路数据中的所有道路将存储至道路集合中，从所述道路集合中选取一条道路Arc；

步骤22：从所述道路集合中获取与一条道路Arc相连的道路；

步骤23：根据道路预设连接规则，确定所述与一条道路Arc相连的道路是否可与一条道路Arc进行链接，以构建道路链，在所述与一条道路Arc相连的道路可与一条道路Arc进行链接时，执行步骤24，否则执行步骤26；

步骤24：从所述道路集合中删除所述与一条道路Arc相连的道路；

步骤25：将所述与一条道路Arc相连的道路与一条道路Arc进行融合形成一条新的道路Arc，将该一条新的道路Arc确定为一条道路Arc后，执行步骤22；

步骤26：确定所述道路集合中是否还有道路，若是，执行步骤21；若否，结束管道链的构建。

可选地，所述***还包括：第一链路构建子模块，用于在一条管线Arc的一端具有多条满足管线预设连接规则的管线时，根据管线预设连接策略，从所述多条满足管线预设连接规则的管线中确定一条目标管线，将所述一条目标管线与所述一条管线Arc链接；

第二链路构建子模块，用于在一条道路Arc的一端具有多条满足道路预设连接规则的道路时，根据道路预设连接策略，从所述多条满足道路预设连接规则的道路中确定一条目标道路，将所述一条目标道路与所述一条道路Arc链接。

可选地，所述交叉范围确定模块，包括：

主干排水线缓冲区构建模块，用于根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，构建主干排水线缓冲区；

街区顶点确定模块，用于通过所述主干排水线缓冲区，确定街区的顶点；

交叉范围确定子模块，用于根据主干排水线的交点与所述主干排水线的周围街区的顶点，确定所述主干排水线交点对应的交叉范围。

可选地，所述目标道路块确定模块，包括：

相邻主干排水线确定模块，用于根据所述交叉范围内的主干排水线间的夹角，确定两两相邻的主干排水线；

夹角确定模块，用于遍历所述交叉范围内的街区顶点，确定各个街区顶点分别和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角；

交叉范围分割模块，用于在街区顶点和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与该两两相邻的主干排水线之间的夹角之和等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角时，通过该街区顶点与所述交叉范围内的主干排水线交点的连线分割所述交叉范围，否则通过角平分线分割交叉范围；

目标道路块确定子模块，用于将分割获得的分割块分配给与所述分割块相邻地道路段，获得目标道路块。

可选地，所述***还包括：

目标中观空间离散单元确定模块，用于根据第二预设筛选规则，确定所述中观空间离散结果中的目标中观空间离散单元；

第二空间自适应离散模块，用于根据目标中观空间离散单元中的雨水井数据和目标中观空间离散单元的边界，构建德劳内不规则三角网，以形成微观空间离散结果。

在本实施例中，基于Arc Object组件开发获得所述面向洪涝风险评估的城市地表空间自适应离散***，开发环境为Microsoft Visual Studio 2010，开发语言为C#。整个***300包括数据预处理模块301、空间自适应离散模块302、风险评估模块303及地图管理模块304四大模块，用于面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散。风险评估模块用于在目标区域的最终的微观空间离散结果上，对目标区域进行洪涝灾害危险评估，地图管理模块用于提供基本的地图浏览、放大缩小、图层显示控制以及图层加载等功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，所述方法包括：

根据目标区域的高程数据，确定所述目标区域的高程信息；

通过对所述高程信息中满足设定条件的栅格进行填洼及伪洼地处理，获得目标高程信息；

根据所述目标高程信息，构建与所述目标高程信息对应的水流方向矩阵，以及根据获得的所述水流方向矩阵，构建与所述水流方向矩阵对应的汇流累积量矩阵；

根据所述汇流累积量矩阵，确定所述目标区域的天然河网；

根据所述目标区域的水流方向矩阵和所述目标区域的天然河网，对所述目标区域进行空间离散，将河流分水线作为宏观空间离散单元的边界，获得所述目标区域的宏观空间离散结果；

根据第一预设筛选规则，确定所述宏观空间离散结果中的目标宏观空间离散单元；

通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果。

2.根据权利要求1所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，所述通过目标宏观空间离散单元中的主干管道网和主干道路网对所述目标宏观空间离散单元进行中观空间离散，获得中观空间离散结果，包括：

通过对所述目标区域内的管网数据进行预处理，获得所述目标区域的目标管网数据；

根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据和路网数据，分别构建所述目标宏观空间离散单元的管道链和道路链；

将满足管道设定条件的管道链，确定为目标管道链，以构成主干管道网，以及将满足道路设定条件的道路链，确定为目标道路链，以构成主干道路网；

将所述目标宏观空间离散单元与主干管道网所在的主干道路网进行匹配，确定所述目标宏观空间离散单元中的各个街区；

根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围；

通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块；

通过水文分析工具，确定所述各个街区的汇水区，以及各个汇水区的出水口；

根据所述各个汇水区的出水口之间的关系，以及所述各个汇水区的出水口与所述目标道路块之间的关系，对目标道路块和汇水区进行融合，获得中观空间离散结果。

3.根据权利要求2所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，根据目标宏观空间离散单元的目标管网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的管道链，包括：

步骤11：目标宏观空间离散单元的目标管网数据中的所有管线将存储至管线集合中，从所述管线集合中选取一条管线Arc；

步骤12：从所述管线集合中获取与一条管线Arc相连的管线；

步骤13：根据管线预设连接规则，确定所述与一条管线Arc相连的管线是否可与一条管线Arc进行链接，以构建管道链，在所述与一条管线Arc相连的管线可与一条管线Arc进行链接时，执行步骤14，否则执行步骤16；

步骤14：从所述管线集合中删除所述与一条管线Arc相连的管线；

步骤15：将所述与一条管线Arc相连的管线与一条管线Arc进行融合形成一条新的管线Arc，将该一条新的管线Arc确定为一条管线Arc后，执行步骤12；

步骤16：确定所述管线集合中是否还有管线，若是，执行步骤11；若否，结束管道链的构建；

根据目标宏观空间离散单元的路网数据，构建所述目标宏观空间离散单元的道路链，包括：

步骤21：目标宏观空间离散单元的道路数据中的所有道路将存储至道路集合中，从所述道路集合中选取一条道路Arc；

步骤22：从所述道路集合中获取与一条道路Arc相连的道路；

步骤23：根据道路预设连接规则，确定所述与一条道路Arc相连的道路是否可与一条道路Arc进行链接，以构建道路链，在所述与一条道路Arc相连的道路可与一条道路Arc进行链接时，执行步骤24，否则执行步骤26；

步骤24：从所述道路集合中删除所述与一条道路Arc相连的道路；

步骤25：将所述与一条道路Arc相连的道路与一条道路Arc进行融合形成一条新的道路Arc，将该一条新的道路Arc确定为一条道路Arc后，执行步骤22；

步骤26：确定所述道路集合中是否还有道路，若是，执行步骤21；若否，结束管道链的构建。

4.根据权利要求3所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，在一条管线Arc的一端具有多条满足管线预设连接规则的管线时，根据管线预设连接策略，从所述多条满足管线预设连接规则的管线中确定一条目标管线，将所述一条目标管线与所述一条管线Arc链接；

在一条道路Arc的一端具有多条满足道路预设连接规则的道路时，根据道路预设连接策略，从所述多条满足道路预设连接规则的道路中确定一条目标道路，将所述一条目标道路与所述一条道路Arc链接。

5.根据权利要求2所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，所述根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，确定街区顶点，并基于所述街区顶点确定道路链的交叉范围，包括：

根据所述目标宏观空间离散单元中主干管道网的主干排水线所在的主干道路网的道路宽度，构建主干排水线缓冲区；

通过所述主干排水线缓冲区，确定街区的顶点；

根据主干排水线的交点与所述主干排水线的周围街区的顶点，确定所述主干排水线交点对应的交叉范围。

6.根据权利要求2所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，所述通过预设划分规则，对交叉范围进行分割，并将分割获得的多个分割块分配给相邻的道路段，获得目标道路块，包括：

根据所述交叉范围内的主干排水线间的夹角，确定两两相邻的主干排水线；

遍历所述交叉范围内的街区顶点，确定各个街区顶点分别和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与两两相邻的主干排水线之间的夹角之和是否等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角；

在街区顶点和所述交叉范围内的主干排水线交点的连线与该两两相邻的主干排水线之间的夹角之和等于该两两相邻的主干排水线之间的夹角时，通过该街区顶点与所述交叉范围内的主干排水线交点的连线分割所述交叉范围，否则通过角平分线分割交叉范围；

将分割获得的分割块分配给与所述分割块相邻的道路段，获得目标道路块。

7.根据权利要求2所述的一种面向洪涝灾害风险评估的城市地表空间自适应离散方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据第二预设筛选规则，确定所述中观空间离散结果中的目标中观空间离散单元；

根据目标中观空间离散单元中的雨水井数据和目标中观空间离散单元的边界，构建德劳内不规则三角网，以形成微观空间离散结果。

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