[发明专利]一种基于WebGIS的洪水预报服务构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于网络地理信息系统(WebGIS)的洪水预报服务构建方法，具体的说，就是利用WebGIS与洪水预报模型构建洪水演变分析服务，实现不同雨强、水情下洪水预报结果的动态模拟与演变分析。

背景技术

洪水预报是指利用水文、气象等信息模拟洪水形成过程和运动规律，对洪水可能发生的地点、时间、强度、规模、过程等进行预报与模拟。洪水预报作为重要的防洪非工程措施，在防汛抢险、水资源水环境合理开发利用、水生态保护与规划、水利工程规划建设及调度管理等领域具有广泛的应用价值，不仅降低了以往洪水预报繁重的工作量，而且还提供了更加及时、准确的水位流量预报信息，为防洪、规划提供了重要的决策依据，为保护人民生命安全，加强洪水安全提供了重要的信息保障。

目前，大多数防汛抗旱决策支持系统主要针对流域范围。此外，由于防洪抗旱决策支持系统涉及复杂地形空间信息管理，不易把握局部细节，导致模型参数率定难度高、预报结果准确度低。将洪水预报模型与WebGIS集成，利用GIS强大的空间分析能力，高效提取洪水模型自然汇流信息，进而提高模型预报精度；利用WebGIS强大的空间表现能力展示模型预报成果，突破模型对平台、用户数量、用户群体的限制，扩大水文模型的应用范围，充分发挥洪水预报的社会效益、经济效益；另外，基于WebGIS技术构建防洪抗旱决策支持系统，可以针对区域防洪抗旱工作的实际需要，有针对性地进行开发定制，利用运行平台实现模型的管理与调用，提高水旱灾害预警等科学水平，因此，这项研究具有广泛的应用前景。

近年来，欧洲及日本等许多发达国家已经建立了较为完善的预报系统，包括气象预报系统、洪水监测与预报系统、灾害损失评估系统等。在实时预报监测方面，美国和加拿大采用微波技术来确定雨量，处于世界前列；在洪水预报方面，国内经过长期的发展已经积累了大量的经验。从上世纪60年代开始，引进和学习国际上先进的洪水预报理论与技术。在大量实践和研究的基础上，1955年出版了《洪水预报方法》。在接下来二十年间，不同流域均开展了水文模型研究。随着网络技术、数据库技术、地理信息系统等技术在水文预报领域的深入应用，国内洪水预报技术、方法和水平有了很大的提高。

但是目前，洪水预报模型的构建与应用技术发展仍然较为落后，归纳起来主要有以下几点：

(1)空间模型数据源单一、精度低

传统洪水预报服务地理建模型的数据源一般来自于CAD或由CAD构建的DEM，数据更新周期长。此外，由于数据安全的限制，很难获取精度较高的地形资料，大多采用的是30m、90m甚至精度更低的数字高程模型。基于此类数据源构建的地理空间模型应用于短期内地形地貌变化较大的区域及平原区河道地形时，模型误差较大。

(2)土地利用空间差异性考虑不足

近几年来，人类生产活动对地表土地利用、植被覆盖类型产生了较大的影响。然而，大部分洪水预报模型未充分考虑地表已变因素，导致预报的稳定性不足，预报误差较大。

(3)水雨情数据缺乏有效性检验

大多洪水预报模型严重依赖水文气象等资料，但是对于水位、雨量数据的合理性、准确性缺乏有效的检验分析，往往在误差较大时对上万条、几十万条数据进行排查和检验，费时费力。

(4)洪水预报应用难度大

传统的各类洪水预报系统都需要专业人员进行操作，要求系统应用人员具有较高的水文、气象及计算机等专业知识；另外，这类系统一般基于C/S架构进行设计开发，因此，系统的运行对操作系统及硬件设备都有较高的要求，导致无法进行大规模应用推广。

以上所述洪水预报模型构建与应用的不足，对于洪水预报模型的快速构建、预报精度的提高、应用范围的扩大都造成了较大困难。更为重要的是，由于模型参数无法根据快速变化的地理环境进行及时调整，从而导致模型预报误差随时间不断累加，极易造成防洪排涝决策失误，从而给国家和人民造成无法挽回的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，利用GIS空间分析技术，建立适用于水文预报的地理空间模型；在对异构数据处理的基础上，基于DEM完成流域流水网的推求、单元面积划分及地表径流计算。在上述工作的基础上，提出一种基于WebGIS的洪水预报模型服务的构建与应用方法，对洪水演进过程进行仿真模拟。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于WebGIS的洪水预报服务构建方法，包括如下步骤：

步骤1，基于地形资料构建数字高程模型；