一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，包括以下步驟：設(shè)置洪水風(fēng)險要素自動處理模型的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)；處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段；修復(fù)洪水風(fēng)險要素的幾何問題；生成洪水淹沒范圍；平滑洪水風(fēng)險要素邊緣并去碎片化；生成洪水到達(dá)時間等時線；投影轉(zhuǎn)換。此技術(shù)方案解決了目前洪水風(fēng)險要素的處理未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或流程的問題，可給予洪水風(fēng)險圖的制圖人員有益的參考；并且自動化了洪水風(fēng)險要素的處理過程，解決了人工處理需進(jìn)行大量的手動操作，耗時耗力且易出現(xiàn)失誤的問題。

A fast processing method of flood risk factors based on GIS

The invention discloses a fast processing method of flood risk factors based on GIS, which comprises the following steps: setting the flood risk factor model of the automatic processing of input data and output data; attribute table field processing of flood risk factors of flood risk factors; geometry repair problems; generating flood inundation area; flood risk factors and edge smoothing to generate flood debris; arrival time line; projection transformation. The technical proposal to solve the current flood risk factors of the treatment of no unified standards or process problems, can give the flood risk map drawing personnel reference; and the automation process of flood risk factors, solve the artificial processing needs a large number of manual operation, time-consuming and prone to error problem.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及水利地理信息系統(tǒng)（GIS）制圖的
，具體涉及一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法。
技術(shù)介紹
近年來全球極端氣候事件頻發(fā)，洪澇災(zāi)害增多。而中國是世界上洪澇災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，洪水風(fēng)險區(qū)域內(nèi)人口資產(chǎn)密度提高，而經(jīng)濟發(fā)展中缺乏水患意識，設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，減災(zāi)措施不足，更促使洪澇災(zāi)害損失急劇增長。洪水風(fēng)險圖是集地理信息、水利工程和非工程信息、洪水風(fēng)險信息、社會經(jīng)濟信息于一體，以圖表方式直觀地反映洪水風(fēng)險和避洪轉(zhuǎn)移的技術(shù)性文件，可以廣泛地應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)警、避洪轉(zhuǎn)移、災(zāi)情評估、洪水影響評價、洪泛區(qū)管理、提高公眾的洪水風(fēng)險意識等方面，是重要的非工程防洪措施之一。洪水風(fēng)險要素是洪水風(fēng)險圖的核心內(nèi)容，是包含洪水淹沒范圍、洪水淹沒水深、洪水流速、洪水到達(dá)時間及洪水淹沒歷時等洪水風(fēng)險圖的多鐘洪水淹沒信息的二維矢量地圖數(shù)據(jù)。近年來,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)(GIS)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)大量應(yīng)用于水利行業(yè),使得多學(xué)科綜合研究非工程防洪措施成為現(xiàn)實。目前在洪水風(fēng)險圖的制圖過程中，對于洪水風(fēng)險要素的處理尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或流程和詳細(xì)的說明，制圖人員往往憑借主觀想法進(jìn)行處理，需經(jīng)反復(fù)試驗；且洪水風(fēng)險要素的處理步驟繁多，需要人工進(jìn)行大量的手動操作，耗時耗力且易出現(xiàn)失誤。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)缺陷，本專利技術(shù)提供了一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，模式化了處理流程，可給予洪水風(fēng)險圖的制圖人員以參考；并且此方法基于GIS建立了洪水風(fēng)險要素自動處理模型，只需指定輸入輸出文件，運行模型，便可獲得可直接用于制作洪水淹沒范圍圖、洪水淹沒水深圖、洪水淹沒歷時圖、洪水流速圖以及洪水達(dá)到時間圖等洪水風(fēng)險圖的洪水風(fēng)險要素。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，包括以下步驟：步驟1：設(shè)置洪水風(fēng)險要素自動處理模型的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)；步驟2：處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段；步驟3：修復(fù)洪水風(fēng)險要素的幾何問題；步驟4：生成洪水淹沒范圍；步驟5：平滑洪水風(fēng)險要素邊緣并去碎片化；步驟6：生成洪水到達(dá)時間等時線；步驟7：投影轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的，步驟1所述輸入數(shù)據(jù)為由二維水動力學(xué)模型的模擬的洪水淹沒區(qū)域的流場文件直接轉(zhuǎn)出的GIS矢量文件；所述輸出數(shù)據(jù)為可直接用于制作的各種洪水風(fēng)險要素圖。進(jìn)一步的，所述步驟2處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段具體為：步驟2.1：在屬性表中添加淹沒水深、到達(dá)時間、洪水流速和淹沒歷時4個字段；步驟2.2：對步驟2.1所述4個字段分別進(jìn)行自定義運算。進(jìn)一步的，所述步驟4生成洪水淹沒范圍具體為：設(shè)置規(guī)則“最大淹沒水深大于某值”，按此規(guī)則在步驟3的基礎(chǔ)上進(jìn)行裁剪，保留洪水淹沒要素所設(shè)置水位值以上區(qū)域作為淹沒范圍。進(jìn)一步的，所述步驟6生成洪水到達(dá)時間等時線具體為：將步驟4所述洪水淹沒范圍面要素轉(zhuǎn)換為點要素，用所述點要素生成TIN,將所述TIN轉(zhuǎn)換為柵格，根據(jù)步驟5所得的洪水風(fēng)險要素裁剪柵格，用裁剪后的柵格生成等時線序列，對所述等時線序列進(jìn)行平滑。進(jìn)一步的，所述步驟2.2中對子步驟2.1所述4個字段分別進(jìn)行自定義運算具體為：2.2.1）令所有記錄淹沒水深字段的值等于最大淹沒水深字段的值；2.2.2）令所有記錄淹沒歷時字段的值等于大于閾值的歷時字段的值；2.2.3）令所有記錄洪水流速字段的值等于水流時速字段的值；2.2.4）：令淹沒起始時間之后第2小時總水深字段的值大于0的記錄的到達(dá)時間字段的值等于2；令淹沒起始時間之后第2小時的總水深字段的值小于等于0且淹沒起始時間之后第5小時的總水深字段的值大于0的記錄的到達(dá)時間（DDSJ）字段的值等于5；令淹沒起始時間之后第5小時的總水深字段的值小于等于0且淹沒起始時間之后第23小時的總水深字段的值大于0的記錄的到達(dá)時間字段的值等于23；令淹沒起始時間之后第23小時的總水深字段的值小于等于0且淹沒起始時間之后第47小時的總水深字段的值大于0的記錄的到達(dá)時間字段的值等于47；令其余記錄的到達(dá)時間字段的值等于49。有益效果：本專利技術(shù)解決了目前洪水風(fēng)險圖的制圖過程中，對于洪水風(fēng)險要素的處理未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或流程的問題，可給予洪水風(fēng)險圖的制圖人員有益的參考；并且自動化了洪水風(fēng)險要素的處理過程，解決了人工處理需進(jìn)行大量的手動操作，耗時耗力且易出現(xiàn)失誤的問題。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法的流程圖。圖2是本專利技術(shù)中生成洪水到達(dá)等時線的流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本專利技術(shù)的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本專利技術(shù)的保護范圍做出更為清楚明確的界定。如圖1-圖2所示，一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，具體包括以下步驟：步驟1：設(shè)置洪水風(fēng)險要素自動處理模型的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)。所述輸入數(shù)據(jù)為由二維水動力學(xué)模型模擬的洪水淹沒區(qū)域的流場文件直接轉(zhuǎn)出的GIS矢量文件；所述輸出數(shù)據(jù)為可直接用于制作洪水淹沒范圍圖、洪水淹沒水深圖、洪水淹沒歷時圖、洪水流速圖以及洪水達(dá)到時間圖等洪水風(fēng)險圖的洪水風(fēng)險要素。所述設(shè)置模型輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)，在具體實現(xiàn)中，模型提供輸入與輸出接口，使用者選擇運行模型，彈出對話窗口，在模型對話窗口選擇輸入數(shù)據(jù)所在的文件位置與文件名和輸出數(shù)據(jù)將要保存在的文件位置與文件名。在具體實現(xiàn)中，二維水動力學(xué)模型可以由軟件MIKE生成，模型模擬的洪水淹沒區(qū)域的流場文件可以為.dfsu()格式的文件，可利用MIKE工具箱將.dfsu()格式的文件轉(zhuǎn)換為shapefile格式的矢量數(shù)據(jù)文件。輸入變量為以下5個文件：包含淹沒起始時間之后第2小時的總水深值(Total_wate)的流場文件、包含淹沒起始時間之后第5小時的總水深值(Total_wate_1)的流場文件、包含淹沒起始時間之后第23小時的總水深值(Total_wate_2)的流場文件、包含淹沒起始時間之后第47小時的總水深值(Total_wate_3)的流場文件和包含整個淹沒過程內(nèi)最大淹沒水深（Maximum_wa）、最大水流時速(Maximum_cu)、大于閾值的歷時(Duration_a)的流場文件。輸出變量為shapefile格式的矢量數(shù)據(jù)文件。在具體實現(xiàn)中，可以在軟件ARCGIS中建立模型，設(shè)置模型輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)。模型提供輸入與輸出接口，使用者選擇運行模型，彈出對話窗口，在模型對話窗口選擇輸入數(shù)據(jù)所在的文件位置與文件名和輸出數(shù)據(jù)將要保存在的文件位置與文件名。步驟2：處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段，具體包括以下步驟：步驟2.1添加以下4個字段：字段名分別為淹沒水深（YMSS）、到達(dá)時間（DDSJ）、洪水流速（HSLS）和淹沒歷時（YMLS）。所有字段名稱在滿足制圖軟件字段命名要求的情況下均可以自定義，字段類型可以為雙精度（Double）型。步驟2.2：對子步驟2.1所述4個字段分別進(jìn)行運算。運算2.2.1：令所有記錄淹沒水深（YMSS）本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特征在于,包括以下步驟：步驟1：設(shè)置洪水風(fēng)險要素自動處理模型的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)；步驟2：處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段；步驟3：修復(fù)洪水風(fēng)險要素的幾何問題；步驟4：生成洪水淹沒范圍；步驟5：平滑洪水風(fēng)險要素邊緣并去碎片化；步驟6：生成洪水到達(dá)時間等時線；步驟7：投影轉(zhuǎn)換。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特征在于,包括以下步驟：步驟1：設(shè)置洪水風(fēng)險要素自動處理模型的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)；步驟2：處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段；步驟3：修復(fù)洪水風(fēng)險要素的幾何問題；步驟4：生成洪水淹沒范圍；步驟5：平滑洪水風(fēng)險要素邊緣并去碎片化；步驟6：生成洪水到達(dá)時間等時線；步驟7：投影轉(zhuǎn)換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特征在于：步驟1所述輸入數(shù)據(jù)為由二維水動力學(xué)模型的模擬的洪水淹沒區(qū)域的流場文件直接轉(zhuǎn)出的GIS矢量文件；所述輸出數(shù)據(jù)為可直接用于制作的各種洪水風(fēng)險要素圖。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特征在于：所述步驟2處理洪水風(fēng)險要素的屬性表字段具體為：步驟2.1：在屬性表中添加淹沒水深、到達(dá)時間、洪水流速和淹沒歷時4個字段；步驟2.2：對步驟2.1所述4個字段分別進(jìn)行自定義運算。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特征在于：所述步驟4生成洪水淹沒范圍具體為：設(shè)置規(guī)則“最大淹沒水深大于某值”，按此規(guī)則在步驟3的基礎(chǔ)上進(jìn)行裁剪，保留洪水淹沒要素所設(shè)置水位值以上區(qū)域作為淹沒范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GIS的洪水風(fēng)險要素的快速處理方法，其特...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：寇嘉瑋，董增川，付曉花，王雪薇，施露，
申請(專利權(quán))人：河海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32