[发明专利]一种基于数字地图技术的城市积水预报方法和系统

权利要求书

1.一种基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，包括：

根据土壤水文性质和土地利用情况，确定径流曲线数CN值；

根据径流曲线数CN值，计算流域土壤缺水量，并建立SCS水文模型；

根据气象预报降雨量，采用SCS水文模型，确定城区降雨时的直接径流量；

根据直接径流量，结合城区DEM图、三维地形图，确定城区雨洪淹没区域的积水预报情况。

2.如权利要求1所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述SCS水文模型的建立，包括：

对城区进行网格化划分；

根据土地类型，确定土地利用图上各区域在AMC＝2状态下的径流曲线数CN值，并制作径流曲线数CN值分区矢量图；

将径流曲线数CN值分区矢量图，与遥感数据、城区河流矢量数据、道路、水闸、地下管网、排水管道、农村居民区、行政边界数据，在GIS软件中统一加载；

在网格区域建立SCS水文模型。

3.如权利要求2所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述对城区进行网格化划分，包括：

对城市内历史上发生5年一遇暴雨时被淹没的区域进行高程测量，获取精度为10cm的三维地形图；

以三维地形图为基础，周边结合1：200的城市地图作为数值建模的底图；

以管网排水分区为单元，以下垫面类型为依据对城区进行网格化划分。

4.如权利要求3所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述划分依据包括：一维管网数据、二维地表DEM数据、高分辨地表正射影像数据，划分从粗到细，直至流域面积小于1km²。

5.如权利要求2所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述SCS水文模型，包括：

上式中，P为气象预报降雨量，R为直接径流量，S为流域当时的最大可能滞留量，即流域土壤的缺水量，且所述流域土壤缺水量，表达式为：

上式中，根据土壤水文性质以及土地利用情况，得到不同类型土地对应的径流曲线数CN值，利用面积加权计算网格区域的径流曲线数CN值，0≤CN≤100。

6.如权利要求5所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述SCS水文模型的优化，包括：

利用城市降雨历史数据对SCS水文模型进行验证，如与实际历史积水情况不符，优化调整土地径流曲线数CN值，重新计算网格区域的径流曲线数CN值。

7.如权利要求5所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，所述气象预报降雨量的修正，包括：

采用安装在路灯灯杆上的翻斗式自动化数字雨量计，获取实时雨量信息；

对带有“E”字符图案的水尺照片进行识别，获取实时水位信息；

根据实时实时雨量信息、实时水位信息，修正气象预报降雨量。

8.如权利要求7所述的基于数字地图技术的城市积水预报方法，其特征在于，还包括：

将实时雨量信息、实时水位信息、积水预报情况实时更新至微信小程序上；

根据修正后的气象预报降雨量，对积水预报情况实时校正，并更新至微信小程序上。

9.一种基于数字地图技术的城市积水预报系统，其特征在于，包括：

径流曲线数CN值确定模块，用于根据土壤水文性质和土地利用情况，确定径流曲线数CN值；

模型建立模块，用于根据径流曲线数CN值，计算流域土壤缺水量，并建立SCS水文模型；

直接径流量确定模块，用于根据气象预报降雨量，采用SCS水文模型，确定城区降雨时的直接径流量；

积水预报模块，用于根据直接径流量，结合城区DEM图、三维地形图，确定城区雨洪淹没区域的积水预报情况。

10.如权利要求9所述的基于数字地图技术的城市积水预报系统，其特征在于，所述模型建立模块，包括：

网格划分单元，用于对城区进行网格化划分；

网格径流曲线数CN值确定单元，用于根据土地类型，确定土地利用图上各区域在AMC＝2状态下的径流曲线数CN值，并制作径流曲线数CN值分区矢量图；

数据加载单元，用于将径流曲线数CN值分区矢量图，与遥感数据、城区河流矢量数据、道路、水闸、地下管网、排水管道、农村居民区、行政边界数据，在GIS软件中统一加载；

网格模型确定单元，用于在网格区域建立SCS水文模型；

其中，所述SCS水文模型，表达式为：

上式中，P为降雨量，R为直接径流量，S为流域当时的最大可能滞留量，即流域土壤的缺水量；所述流域土壤的缺水量，表达式为：

上式中，根据土壤水文性质以及土地利用情况，得到不同类型土地对应的径流曲线数CN值，利用面积加权计算网格区域的径流曲线数CN值，0≤CN≤100。