[发明专利]一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法

说明书

本专利“一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法”涉及一种采用实时测量数据对洪水演进模拟结果的修正技术，通过高时间分辨率的传感器网络多点水深数据的采集与元胞自动机洪水模拟模型进行结果耦合，旨在解决洪水模拟模型的计算误差累计问题。利用水深测量传感器网络开展实时测量数据获取，构建元胞自动机模型，提供洪水演进模拟计算结果。利用洪水模拟修正观测数据向元胞自动机模型格网映射，并实现与模拟数据结果的交互，最终提供洪水演进模拟的动态修正结果。

技术领域

本发明专利涉及一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法，属于地理信息技术、水动力科学的交叉领域。

背景技术

目前，随着计算机技术、通信技术、传感器技术的发展，洪水的计算模拟技术也在不断进步。传统的洪水模拟模型随时间的流逝，其计算误差在每一步累计而造成与实际观测较大的偏差。目前随着观测技术的进步，实时动态的洪水观测数据可以为洪水模型修正提供依据，可以在虚拟洪水模拟中加入现实观测数据的信息，从而提高洪水模拟的精度。

目前国内外相近的研究工作，主要集中在用大量不同洪水模拟参数组合来与遥感手段获取淹没范围来进行对比分析，从而得到最佳洪水模拟参数取值，最终开展洪水模拟。这些研究方法，由于计算量巨大，难以在洪水模拟过程中采纳观测数据进行实时模拟修正。

发明内容

本专利是一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法，结合水深传感器网络的实时测量数据，实现洪水演进模拟动态修正：

本发明专利通过以下技术方案予以实现。

(1)利用水深测量传感器网络开展实时测量数据获取；

(2)利用元胞自动机模型提供洪水演进模拟计算；

(3)利用洪水模拟修正观测数据向元胞自动机模型格网映射，并实现与模拟数据的交互，提供洪水演进模拟的动态修正结果；

附图说明

如说明书附图中图1所示，本专利“一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法”的结构。

具体实施方式

本专利“一种实时测量数据支持下的洪水演进模拟动态修正方法”的实施方式包括传感器网络开展多点水深测量、基于元胞自动机的洪水演进参数模拟、洪水演进计算的动态修正算法三个部分组成。

1.传感器网络的多点水深测量

水深传感器沿着洪水模拟的河段均匀布设，尽量分布在河道的中心线附近。

2.基于元胞自动机的洪水演进模拟

(1)采用基于Von Neumann的四邻域元胞模型结构，每个洪水元胞格网的初始化参数包括水深、x方向单宽流量、y方向单宽流量、糙率。

(2)元胞格网的洪水状态转换规则，采用离散化圣维南方程的计算方法开展。

式(1)(2)(3)中，h为柱体平均水深，u和ν分别为x和y方向的平均流速，M、 N分别为x和y方向的单宽流量，M＝u·h，N＝ν·h，z为水面高程,n为格网糙率。

3.洪水演进计算的动态修正

(1)元胞自动机格网糙率参数的动态修正，采用传感器网络获取的观测水深数据，和元胞自动机模拟得到的水深数据计算得到。