[发明专利]一种地面雨量站优化布局的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智慧城市地理信息服务技术领域，尤其涉及一种地面雨量站优化布局的方法及装置。

背景技术

随着对地观测技术的不断发展，水文监测已经从传统的单一地面站网发展为天地一体化联合观测传感网的新阶段。降雨是地球水循环的基本组成部分，具有重要的水文学意义和监测价值，现有技术中主要以地面观测和卫星遥感作为传感网降雨监测的主要技术手段。

现有技术中由于成像机理和重访周期的限制，遥感卫星对地观测具有空间连续、时间不连续的特征，其覆盖范围呈条带形区域，可以通过卫星轨道参数进行计算与仿真。虽然星载传感器能够周期性地提供大范围区域的对地观测数据，但并不能对地表事件进行不间断的连续观测。与之相比，地基传感器探测是一种基于离散点的空间采样方式，具有时间连续、空间不连续的特征。地基传感器能够对地表事件进行连续观测，但不能直接获得观测要素的大范围空间分布特征，需要通过空间插值算法进行估计。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

由于缺乏星地传感器协同规划布局机制，目前的地面雨量站和测雨卫星往往孤立发挥作用，没有考虑卫星覆盖对地面雨量站布局的影响，不能满足水文传感网协同观测和资源优化配置的需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种地面雨量站优化布局的方法及装置，用以解决现有技术中的地面雨量站和测雨卫星往往孤立发挥作用，没有考虑卫星覆盖对地面雨量站布局的影响，不能满足水文传感网协同观测和资源优化配置的需求的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种地面雨量站的优化布局方法，所述方法包括：

获得目标监测区域的网格划分信息和时间分段信息；

根据测雨卫星的覆盖信息、地面雨量站的覆盖信息，获得所述测雨卫星和所述地面雨量站的有效覆盖范围；

根据目标监测区域的地形信息、地面雨量站的覆盖标准信息，获得所述地面雨量站布局有限候选点集；

获得时间连续最大覆盖模型；

根据所述时间连续最大覆盖模型，确定所述雨量站优化布局方案。

优选的，所述方法还包括：

根据连续需求空间，确定多边形需求对象，其中所述多边形需求对象是一组离散数据；

根据降雨观测需求，确定所述多边形需求对象的覆盖优先级；

根据连续需求时间，确定子时段，其中，所述子时段为一组离散数据。

优选的，所述方法还包括：

根据时空需求，获得所述测雨卫星集合；

根据所述测雨卫星集合，确定所述测雨卫星在各个子时段内的有效覆盖范围；

根据所述雨量站密度标准、所述地形信息，获得所述地面雨量站的最大服务距离；

根据所述地面雨量站的最大服务距离，确定所述雨量站的有效覆盖范围；

根据所述测雨卫星的覆盖信息，获得需求对象集合，其中所述需求对象集合为不同时段的需求对象集合。

优选的，所述方法还包括：

获得所述需求对象多边形顶点；

根据所述需求对象多边形顶点，获得第一候选点集；

根据所述雨量站最大服务距离，确定所述需求对象的覆盖边界；

获得所述需求对象的覆盖边界的交点，加入所述第一候选点集；

获得第一有限候选点集，去除受控点获得所述第二候选点集，其中，所述受控点为同时被第三候选点集和第一候选点集包含的候选点，所述第一候选点集不同于所述第三候选点集。

优选的，所述方法还包括：

根据所述时空需求，确定所述优化布局模型的目标函数，所述目标函数为一个观测时段内的星地联合加权覆盖范围；

根据所述测雨卫星的覆盖信息、所述地面雨量站的覆盖信息，确定所述需求对象的覆盖判定约束条件；

根据可用观测资源信息，确定所述雨量站的数量约束条件；

根据所述覆盖判定约束条件、所述数量约束条件，确定所述雨量站时间连续最大覆盖模型；

根据所述雨量站时间连续最大覆盖模型，确定所述雨量站优化布局方案，其中，所述雨量站优化布局方案为顾及卫星影响的布局方案。

第二方面，本发明还提供了一种地面雨量站优化布局的装置，所述装置包括：

第一获得单元，所述第一获得单元用于获得目标监测区域的网格划分信息和时间分段信息；

第二获得单元，所述第二获得单元用于根据测雨卫星的覆盖信息、地面雨量站的覆盖信息，获得所述测雨卫星和所述地面雨量站的有效覆盖范围；