[发明专利]山区非静态水体水位与淹没影响人口关系评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及山区洪水预警领域，解决山区河道坡度大、水面坡降陡，评价河段水位落差大的非静态水体水位与淹没影响人口关系评价方法。

背景技术

山洪灾害发生频发，是威胁人类生存与发展的典型自然灾害之一。山洪灾害发生随机性强、影响范围广，造成损失大，人员伤亡多，尤其是我国南部及西南地区，成为防御的重中之重，对山洪威胁区进行预警非常必要。

山区洪水预警必须知晓预警范围，掌握预警对象基本情况，分析评价不同河流、不同村落受洪水影响的程度，此正是正在开展的《全国山洪灾害调查评价》的目的之一。山区洪水影响调查评价需要分析不同等级洪水下(不同水位)影响人口分析，建立水位与淹没影响人口关系，是山洪影响评价和实时预警的前期基础工作，其在评价与实时预警作用如图1所示。山洪灾害调查评价依据的基础资料有别于大江大河拥有长系列的水文资料，更多的只能依赖调查方式获取，故分析手段与技术路线必须符合客观条件。

就特定的典型洪水而言，理想的方法是获得各个房屋实测淹没水深，按照户主关联影响人口，并在指定代表断面下，获取该断面水位与其相应的影响人口对应关系。现实是这种历史情景无法再现，不可能获取不同量级洪水详细的淹没信息，评价计算环节中村落内各个房屋的基础高程、坐标以及人口通过测绘调查获取，或者直接共享属地地形测绘成果，信息源容易采集。问题是洪水 淹没面上信息很难全面获得，只能通过调查手段获取典型洪水有限的洪痕调查数据，多数分布于沿河两岸即呈线状分布，以有限的线状布局洪痕点实现村落区域等值分析很难实现，只能采取必要简化手段。此外山区洪水水面坡度大，两岸房屋建筑也是随势自上而下布局，不可能像水库、湖泊那样以静态高程来分析淹没影响，必须考虑斜坡水面，实质上，山区洪水影响人口评价本质是不同水面线下的影响人口评价，是一个特定河段(村落河段)的集总评价，在指定代表断面后，以该代表断面水位代表相应洪水规模的水面线，建立水位与淹没影响人口关系。本发明的目标链路是以有限的信息源(如洪水调查点数量有限)，客观的实际情况(如洪痕沿河线状布局与沿河两岸房屋布局之间线与面的衔接，以及斜坡面流动水体)，解决斜坡非静态水体水位与淹没影响人口关系分析的技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术问题，本发明提供一种山区非静态水体水位与淹没影响人口关系评价方法，本发明通过确定参照目标：标绘河流轨迹线，建立评价对比体系。通过将平面布局的洪痕点、房屋投影到轨迹线上，融合调查洪痕点水位、房屋宅基高程，建立沿河流轨迹方向垂向剖面坐标系统：洪水水面、房屋宅基高程与起点距之间关系的坐标系统，关联各个房屋人口，以达到快速评价淹没人口的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

山区非静态水体水位与淹没影响人口关系评价方法，包括：

步骤一：依据河流纵断面实测点，结合影像，设定起算原点，标绘河流轨迹线，设定阈值，以标绘成果进行曲线拟合生成更精细的轨迹点系列。计算轨 迹点距离起算原点的距离，存贮各个轨迹点坐标和起点距。

步骤二：将典型年洪水分布于河流两岸的逐个调查洪痕点投影到河流轨迹线，即在平面坐标系内，按照洪痕点坐标，逐一计算洪痕点与河流轨迹点的距离，以与洪痕点距离最短者的河流轨迹点作为投影目标，将其起点距赋值给该洪痕点在河流轨迹线上的起点距，以起点距为横坐标，以调查洪痕点水位为纵坐标，绘制典型洪水沿着河流轨迹方向的水面线；在投影方法上，在投影对象如(洪痕点和房屋)、河流轨迹点之间，将由点向线投影的数学求解转化为投影对象点与轨迹点距离的简单比较。

步骤三：按照洪痕投影相同原理，将房屋投影到河流轨迹线上，以其在河流轨迹线上相对起算原点的起点距为横坐标，房屋宅基高程为纵坐标，绘制沿河轨迹方向两岸逐户房屋宅基高程变化点群；

步骤四：融合步骤二、三两次投影的结果，逐户按照起点距，以房屋起点距处水面线水位与其宅基高程之差，获得“历史典型洪水条件下各个房屋的淹没水深计算成果”，累计淹没水深大于零的户数人口为对应典型洪水位的影响人口。指定代表断面，建立指定代表断面水位与该典型年调查洪水水面线关联。

步骤五：假定不同等级洪水水面坡度不变，从代表断面的最低水位到最高水位，设定水位步长，计算不同水位与典型洪水水位差，直接加上“历史典型洪水条件下各个房屋的淹没水深计算成果”的淹没水深，计算对应水位的各户淹没水深(无需重复计算)，累计淹没水深大于零的户数人口为对应水位的影响人口，获得水位与淹没影响人口关系。若后续能实测到不同等级洪水的水面线，重复步骤二和步骤四，以求更高精度的评价成果。