一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，它利用GIS工具，對(duì)1kmDEM進(jìn)行河網(wǎng)數(shù)字化；將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)與分布式計(jì)算單元耦合起來，即在空間單元中監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于哪個(gè)計(jì)算單元編碼內(nèi)，將該編碼定義為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；運(yùn)行水質(zhì)模型，輸出某一特定編碼的污染物信息，例如，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼污染物信息；利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的污染物實(shí)測(cè)信息(如：污染物濃度)與模型輸出成果對(duì)比；將偏差數(shù)據(jù)反饋于模型參數(shù)，反復(fù)校核輸出端口信息的準(zhǔn)確性，直至輸出成果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配；它利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，與水質(zhì)模型的分布式計(jì)算單元耦合，利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證端口污染物的輸出信息，它具有能夠滿足實(shí)時(shí)、方便、準(zhǔn)確的要求等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法。

【背景技術(shù)】
[0002]分布式水質(zhì)模型是基于分布式水文模型的污染物空間分布模擬方法，區(qū)別于分形法、混沌法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，是具有物理機(jī)制的模型，其重要的輸出成果即是分布式計(jì)算單元內(nèi)所包含的信息。模型輸出成果的準(zhǔn)確性依靠輸出端口的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。但是沒有對(duì)無分布式模型輸出成果進(jìn)行驗(yàn)證方法，從而導(dǎo)致輸出成果數(shù)據(jù)的不確定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，它利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，與水質(zhì)模型的分布式計(jì)算單元耦合，利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證端口污染物的輸出信息，它具有能夠滿足實(shí)時(shí)、方便、準(zhǔn)確的要求等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明所述的一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，采用如下技術(shù)方案:
[0006]步驟一:利用GIS工具，對(duì)IkmDEM(數(shù)字高程模型)進(jìn)行河網(wǎng)數(shù)字化；運(yùn)用Pfafstetter流域編碼規(guī)則進(jìn)行“計(jì)算單元”編碼；其具體步驟如下:
[0007](I)收集柵格型數(shù)字高程模型(DEM)、實(shí)測(cè)河網(wǎng)、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)經(jīng)緯度及污染物信息、下墊面類型等信息；
[0008](2)將DEM轉(zhuǎn)換為等面積投影，利用GIS軟件對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼、生成流向并提取河道信息；
[0009](3)利用實(shí)測(cè)河網(wǎng)修正DEM,獲取計(jì)算單元面積信息；根據(jù)Pfafstetter流域編碼方法對(duì)子流域進(jìn)行編碼；
[0010]步驟二:將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)與分布式計(jì)算單元耦合起來，即“在空間單元中監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于哪個(gè)計(jì)算單元編碼內(nèi)，將該編碼定義為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)”;其具體步驟如下:
[0011](I)將經(jīng)緯度坐標(biāo)通過轉(zhuǎn)投影工具，與上述流域編碼耦合起來，即確定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的流域編碼；
[0012]步驟三:運(yùn)行水質(zhì)模型，輸出某一特定編碼的污染物信息，例如，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼污染物信息；
[0013]步驟四:利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的污染物實(shí)測(cè)信息(如:污染物濃度)與模型輸出成果對(duì)t匕；將偏差數(shù)據(jù)反饋于模型參數(shù)，反復(fù)校核輸出端口信息的準(zhǔn)確性，直至輸出成果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配；其具體步驟如下:
[0014](I)運(yùn)行分布式水質(zhì)模型，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，與同時(shí)間尺度下的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)；
[0015](2)將相對(duì)誤差、均方誤差作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模型輸出結(jié)果匹配程度的指標(biāo)，并設(shè)置合理閾值，反饋于模型；
[0016](3)模型對(duì)參數(shù)變量進(jìn)行調(diào)整，重新輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，如此反復(fù)，直至輸出結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果匹配為止。
[0017]采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為:本發(fā)明所述的一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，它利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，與水質(zhì)模型的分布式計(jì)算單元耦合，利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證端口污染物的輸出信息，它具有能夠滿足實(shí)時(shí)、方便、準(zhǔn)確的要求等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019]本發(fā)明所述的一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，采用如下技術(shù)方案:
[0020]步驟一:利用GIS工具，對(duì)IkmDEM(數(shù)字高程模型)進(jìn)行河網(wǎng)數(shù)字化；運(yùn)用Pfafstetter流域編碼(引自賈仰文《“黃河流域水資源演變規(guī)律與二元演化模型”研究成果簡(jiǎn)介》)規(guī)則進(jìn)行“計(jì)算單元”編碼；其具體步驟如下:
[0021](I)收集柵格型數(shù)字高程模型(DEM)、實(shí)測(cè)河網(wǎng)、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)經(jīng)緯度及污染物信息、下墊面類型等信息；
[0022](2)將DEM轉(zhuǎn)換為等面積投影，利用GIS軟件對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼、生成流向并提取河道信息；
[0023](3)利用實(shí)測(cè)河網(wǎng)修正DEM,獲取計(jì)算單元面積信息；根據(jù)Pfafstetter流域編碼方法對(duì)子流域進(jìn)行編碼；
[0024]步驟二:將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)與分布式計(jì)算單元耦合起來，即“在空間單元中監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于哪個(gè)計(jì)算單元編碼內(nèi)，將該編碼定義為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)”;其具體步驟如下:
[0025](I)將經(jīng)緯度坐標(biāo)通過轉(zhuǎn)投影工具，與上述流域編碼耦合起來，即確定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的流域編碼；
[0026]步驟三:運(yùn)行水質(zhì)模型，輸出某一特定編碼的污染物信息，例如，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼污染物信息；
[0027]步驟四:利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的污染物實(shí)測(cè)信息(如:污染物濃度)與模型輸出成果對(duì)t匕。將偏差數(shù)據(jù)反饋于模型參數(shù)，反復(fù)校核輸出端口信息的準(zhǔn)確性，直至輸出成果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配；其具體步驟如下:
[0028](I)運(yùn)行分布式水質(zhì)模型，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，與同時(shí)間尺度下的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)；
[0029](2)將相對(duì)誤差、均方誤差作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模型輸出結(jié)果匹配程度的指標(biāo)，并設(shè)置合理閾值，反饋于模型；
[0030](3)模型對(duì)參數(shù)變量進(jìn)行調(diào)整，重新輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，如此反復(fù)，直至輸出結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果匹配為止。
[0031]本發(fā)明所述的一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，它利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，與水質(zhì)模型的分布式計(jì)算單元耦合，利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證端口污染物的輸出信息，它具有能夠滿足實(shí)時(shí)、方便、準(zhǔn)確的要求等優(yōu)點(diǎn)。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種污染物空間展布的驗(yàn)證方法，其特征在于:采用如下技術(shù)方案: 步驟一:利用GIS工具，對(duì)IkmDEM(數(shù)字高程模型)進(jìn)行河網(wǎng)數(shù)字化；運(yùn)用Pfafstetter流域編碼規(guī)則進(jìn)行“計(jì)算單元”編碼；其具體步驟如下: (1)收集柵格型數(shù)字高程模型(DEM)、實(shí)測(cè)河網(wǎng)、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)經(jīng)緯度及污染物信息、下墊面類型等信息； (2)將DEM轉(zhuǎn)換為等面積投影，利用GIS軟件對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行填洼、生成流向并提取河道信息； (3)利用實(shí)測(cè)河網(wǎng)修正DEM，獲取計(jì)算單元面積信息；根據(jù)Pfafstetter流域編碼方法對(duì)子流域進(jìn)行編碼； 步驟二:將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)與分布式計(jì)算單元耦合起來，即在空間單元中監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位于哪個(gè)計(jì)算單元編碼內(nèi)，將該編碼定義為監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；其具體步驟如下: (I)將經(jīng)緯度坐標(biāo)通過轉(zhuǎn)投影工具，與上述流域編碼耦合起來，即確定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的流域編碼； 步驟三:運(yùn)行水質(zhì)模型，輸出某一特定編碼的污染物信息，例如，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)編碼污染物信息； 步驟四:利用監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的污染物實(shí)測(cè)信息(如:污染物濃度)與模型輸出成果對(duì)比；將偏差數(shù)據(jù)反饋于模型參數(shù)，反復(fù)校核輸出端口信息的準(zhǔn)確性，直至輸出成果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配；其具體步驟如下: (1)運(yùn)行分布式水質(zhì)模型，輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，與同時(shí)間尺度下的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)； (2)將相對(duì)誤差、均方誤差作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模型輸出結(jié)果匹配程度的指標(biāo)，并設(shè)置合理閾值，反饋于模型； (3)模型對(duì)參數(shù)變量進(jìn)行調(diào)整，重新輸出監(jiān)測(cè)站點(diǎn)流域編碼的污染物信息，如此反復(fù)，直至輸出結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果匹配為止。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104268334SQ201410488002
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】賀華翔, 牛存穩(wěn), 周祖昊, 賈仰文, 胡鵬, 柴福鑫, 謝新民, 陳星宇 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院