[发明专利]偏远地区水厂选址GIS宏微观决策支持系统

权利要求书

1.偏远地区水厂选址GIS宏微观决策支持系统，其特征在于，对偏远地区水厂选址过程进行建模分析，确定水厂选址的二个影响因子，分别为人口因子和成本因子，并且提出偏远地区水厂选址的基本流程，包括数据收集与选址影响因子解析、确定水厂备选区域以及在备选区域内确定水厂的最佳位置，然后在考虑成本因子的条件下分析决定水厂备选区域的三个空间要素——水源、道路和已建水厂，在此基础上提出面向要素对象的空间数据模型，并利用该模型得到水厂备选区域，该过程为水厂的宏观选址，再然后在确定水厂备选区域的基础上，以受益人口以及建设成本作为目标函数的两个约束条件，构建备选区域内水厂最优位置演算选取模型，并以受益人口最多以及成本最少作为该模型的两个求解目标，提出模型的具体求解方法，该过程为水厂的微观选址，经过宏观选址和微观选址后得到水厂的最优建设位置，最后基于上述水厂选址方法步骤设计实现偏远地区水厂GIS辅助决策系统，并给出采用该系统决策水厂位置的实际应用方法；

第一，水厂的宏观选址是确定水厂的备选区域，在得到备选区域前确定影响水厂备选区域范围大小的空间要素，根据确定的空间要素构建模型并最终得到水厂备选区域，决定备选区域的空间要素水源、道路、水厂在空间数据库中均以要素模型表示，要素模型把空间信息分解为对象，空间要素对象是对空间数据库中保存的空间信息的抽象，通过对其解析、抽象和建模，定义由空间要素对象及对象间的关系组成的三元组模型CGY，表示如下：

CGY＝(∑cy，T_ss，a_ss) 式1

式中cy是CGY模型中包含的各空间要素对象，包括构建的空间数据库中的点对象、线对象、面对象；∑cy是CGY模型中包含的空间要素对象集合；T_ss是CGY模型中两个空间要素对象之间相互关系的集合，即空间关系；a_ss是CGY模型中由∑cy×∑cy向T_ss的映射，即对于给定的规则的多边形不规则的多边形cy₁,cy₂∈∑cy，可以找到一个t∈T_ss，使得t∈T_ss(cy₁,cy₂)，在CGY数据模型中定义空间要素对象及对象间的空间关系，选取影响水厂备选区域过程的空间要素水厂、水源以及道路，三种因子都使用CGY数据表示；

第二，水厂的微观选址是得到水厂备选区域后在该区域内进行更精确的选址，得到水厂备选区域基础上结合人口及成本两个选址约束条件构建水厂最优位置演算选取模型，给出模型的相关参数，并根据受益人口最大化以及成本最小化的求解目标，得出模型的求解方法，最终在备选区域内得出建设水厂的最佳位置。

2.根据权利要求1所述的偏远地区水厂选址GIS宏微观决策支持系统，其特征在于，水厂选址GIS宏微观决策支持系统具体包括：第一，系统解析偏远地区水厂选址的有关因子，确定人口因子和成本因子两个主要影响因子；第二，提出水厂备选区域的确定方法，确定影响备选区域的三个空间要素，包括水源、道路、已建水厂，根据这三个因子构建了面向要素对象的空间数据模型CGY，利用该模型定义水厂备选区域对象，并由此得出生成水厂备选区域的方法；第三，提出备选区域内水厂最优位置演算选取模型，在水厂备选区域内进行更精确的水厂位置决策时根据影响水厂位置的两个重要约束：受益人口及水厂的建设成本构建水厂最优位置演算选取模型，提出模型中水厂到受益地区的距离以及水厂的设计供水规模的计算方法，并且以受益人口做多为主要目标给出模型的求解方法。

3.根据权利要求1所述的偏远地区水厂选址GIS宏微观决策支持系统，其特征在于，备选区域的空间要素解析：在选址前在待选址区域内排除不适宜的点，选址条件包括：一是水厂选址区域连续且封闭闭合，一个选址区域内不存在有洞的情况；二是水厂选址不受地形、地质条件的影响；三是空间数据库中的水库、河流可用作水厂选址的水源，水厂利用不同水源的取水方式相同，利用水源的方式也相同；四是在选址区域内任意位置水厂的耗电代价相同，且水厂都能获得可靠电源；五是新建的水厂与原有水厂相互独立；水厂首先考虑水源，水厂选址离所选水源尽可能的近，水厂的建设位置不应该离道路过远，在选址周围应该有尽可能多的未解决用水的地区，最终决定备选区域范围的空间要素包括水源、道路和已建水厂。