[发明专利]一种考虑水文特征的墒情站点规划方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种考虑水文特征的墒情站点规划方法、装置及存储介质，所述方法包括获取数字高程模型数据并进行分析，提取流域基本地貌特征，然后结合通过插值叠加分析获取的暴雨中心图划分子流域，获取子流域分区图；获取卫星遥感数据和墒情站点实测数据，结合所述子流域分区图绘制逐日土壤含水量子流域分布图；结合子流域划分情况及逐日土壤含水量子流域分布图确定不同子流域站点布设密度；基于所述不同子流域站点布设密度，采用子流域中心法初步规划墒情站点位置；结合下垫面的土壤类型和土地利用类型优化墒情站点位置，完成墒情站点规划，本发明能够可靠地规划墒情站点并便于获取墒情监测数据，为流域旱情、洪水预报提供基础数据。

技术领域

本发明涉及一种考虑水文特征的墒情站点规划方法、装置及存储介质，属于水文学科技术领域。

背景技术

洪水灾害损失惨重，是最为常见的自然灾害之一，山区河流洪水陡涨陡落，预见期短，提高水文模型预报精度，是减少洪水损失的重要措施。水文模型通过将流域产汇流规律进行概化，以流域降水、流域初始含水量状态等为输入，模拟计算流域出口断面流量过程，作为水情预报部门决策的重要依据。流域的初始蓄水状态、洪水过程中流域蓄水状态的变化，对洪水过程的形状及洪量大小有着重要的影响。因此，土壤含水量对产流机制的影响不可忽视，是影响水库水文预报精度的关键因素之一。然而，我国的水文站网尚不完善，密度较低，未能满足精细化水文预报的要求，特别是偏远山区，几乎未设置水文站，墒情站更少，属于无资料或缺资料地区。随着计算机技术，空间遥感，无人机摄影等技术的发展，可以大面积地获取气象、土壤及土地利用，甚至土壤湿度等数据，弥补了地面站网不足的问题。微波遥感具有全天候、多角度、高分辨率、穿透性强等优势，是目前监测土壤湿度的一种非常有效的方式和手段。但是，卫星遥感产品只能反演表层5cm深度以内的土壤湿度，对于更深层的土壤湿度难以获得。垂向一定深度的土壤湿度尚需规划布设更多墒情站来获得。

流域上降水、下垫面特征的不均匀性，造成了土壤湿度的时空变异性，如何根据流域水文气象及下垫面特征进行墒情站网规划，使测得的土壤含水量具有代表性，方便服务于水文模型，是我们首先要面临的问题。流域上分布着不同的暴雨中心，土壤类型以及土地利用类型，针对这些不均匀的分布，如何综合考虑是我们主要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种考虑水文特征的墒情站点规划方法、装置及存储介质，能够可靠地获取墒情监测数据，为流域旱情、洪水预报提供基础数据。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种考虑水文特征的墒情站点规划方法，包括：

获取数字高程模型数据并进行分析，提取流域基本地貌特征，然后结合通过插值叠加分析获取的暴雨中心图划分子流域，获取子流域分区图；

获取卫星遥感数据和墒情站点实测数据，结合所述子流域分区图绘制逐日土壤含水量子流域分布图；

结合子流域划分情况及逐日土壤含水量子流域分布图确定不同子流域站点布设密度；

基于所述不同子流域站点布设密度，采用子流域中心法初步规划墒情站点位置；

结合下垫面的土壤类型和土地利用类型优化墒情站点位置，完成墒情站点规划。

进一步的，所述获取数字高程模型数据并进行分析，提取流域基本地貌特征，然后结合通过插值叠加分析获取的暴雨中心图划分子流域，获取子流域分区图，包括：

获取数字高程模型数据并进行分析，提取流域基本地貌特征，其中，流域基本地貌特征包括流域面积、流域的长度和形状；

根据所述数字高程模型和流域基本地貌特征计算流域坡度和坡向；

获取不同场次洪水对应的降雨数据，采用克里金插值法和样条函数插值法对各场次降雨数据进行降雨量空间插值；