[发明专利]基于空间数据模型的城市排水管网监控点布设方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于空间数据模型的城市排水管网监控点布设方法，包括：S1：构建矢量城市排水管网数据空间模型，确定主干管网节点、分支末梢节点、监控点的布点数量N和最优容差系数X；S2：获取每个主干管网节点的上游分支末梢节点总量endCount和模型中的末梢节点总量sum(endCount)，计算每个监控点的监测数量perJcdCount；S3：沿上游判断每个主干管网节点是否满足endCount≥perJcdCount，若是则选中，否则判断是否成立，若是则选中，否则不选中，选中的主干管网节点生成监控点，allCount为该主干管网节点的上游中未被选中的主干管网节点的上游分支末梢节点数。与现有技术相比，本发明具有客观性强、节约成本等优点。

技术领域

本发明涉及排水管网技术领域，尤其是涉及一种基于空间数据模型的城市排水管网监控点布设方法及系统。

背景技术

排水管网是保障城市正常运行的重要基础设施,加强排水管网的监控，对保护排水设施、健全城市排水信息化管理具有重要意义。开展排水管网监测，一方面及时掌握城市污水管网排污情况，发现水质污染隐患，提高城市水质污染的预报预警能力，保护水资源生态环境；另一方面，监控雨水管网，掌握雨水管道排放能力，对管网运行情况进行评估，优化雨水管网资源配置，有利于加强城市雨洪管理，提高城市抵御内涝灾害的能力。

在排水管网监测方面，除了建立在线监测系统，解决实现排水管网信息化技术方面的问题，另一个关键点在于监控点位的优化与布置，由于人力、物力、财力等都有所限制，监控点的布置目标是利用尽可能少的监控点，能全面反映被监测对象的相关信息，随着现代物联网技术、以及移动互联及大数据云计算技术的发展，城市排水管网监测布点成为了近些年研究的热点问题。但目前排水管网监控点优化布置的研究思路偏向于理论，缺乏实际应用；此外，采用人工分析布点的方式，很难做到布点均衡，科学监控，对评估城市排水管网运行情况，提高城市排洪防涝能力具有一定的主观性，目前比较主流的优化布置方法是利用统计学方法对节点进行聚类分析，虽然该类方法设置了聚类原则，但仍然有很大程度依赖于人为的判断，相关性的识别仅为辅助作用，更多依赖于人工对管网拓扑结构的分析与认识，监测点最终布置结果受人为因素影响较大，很难做到布点均衡，科学监控，对评估城市排水管网运行情况，提高城市排洪防涝能力具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于空间数据模型的城市排水管网监控点布设方法及系统，解决了传统方法无法大面积对城市排水管网监控点优化与布置问题，可快速生成城市排水管网的监控点布点位置，提高监控点布点效率，降低了人工成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于空间数据模型的城市排水管网监控点布设方法，包括：

S1：构建矢量城市排水管网数据空间模型，确定主干管网节点、分支末梢节点、监控点的布点数量N和最优容差系数X；

S2：获取每个主干管网节点的上游分支末梢节点总量endCount和模型中的末梢节点总量sum(endCount)，计算每个监控点的监测数量perJcdCount，计算公式为：

S3：按上游节点数从小到大的顺序遍历每个主干管网节点，判断该主干管网节点是否满足endCount≥perJcdCount，若是则该主干管网节点被选中，否则继续判断是否成立，若是则该主干管网节点被选中，否则判断下一个主干管网节点，为选中的主干管网节点生成监控点，其中allCount为该主干管网节点的上游中未被选中的主干管网节点的上游分支末梢节点总数。

进一步地，所述的监控点的布点数量N根据布设成本确定。

进一步地，所述的X的计算过程为：

在0～1之间枚举备选容差系数X_i，枚举范围如下：