[发明专利]基于3S技术的城市水文站网布设方法及系统

权利要求书

1.基于3S技术的城市水文站网布设方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立城市暴雨高风险模型

选用MODIS MODLT1M地表温度中国合成产品，通过裁剪得到研究区域的地表温度数据，并对得到的温度数据进行统计计算，最后得到研究区域地表温度数据，得到地面温度分布并用其表征城市暴雨空间分布，通过以下公式来进行计算：

VH＝DN×0.02-273.15 (1)

式中，DN为像元的灰度值，0.02为辐射缩放比，-273.15为云掩模值；

步骤二：建立城市洪涝风险模型

假定城市设计暴雨与设计洪水为同频率，根据城区暴雨频率分析结果和所建立的雨洪仿真模型来推求相应频率下城区的设计洪水，考虑到城市地区相对于自然流域地形结构极为复杂，对降雨径流具有较大的阻碍作用，不会出现降雨径流在研究区内随意流动的情况，将研究区按照排水片区划分为多个子区域，对各个子区域进行洪涝模拟；

根据研究区的地形分布情况，用某时间步长的总积水量与该时间步长积水淹没范围内总积水量体积相等的原理来模拟暴雨内涝风险，计算公式为：

式中A为积水区，E_w(x,y)为积水水面高程，E_g(x,y)为地面高程，dσ为积水区面积微元；

步骤三：建立城市承灾体易损性模型

采用精细化土地类型和历史灾情数据相结合的方法，建立承灾体易损性模型如下：

VS＝ω_g·A+ω_p·B (3)

式中，ω_g是经济易损失系数，ω_p是人口易损失的系数；A是经济易损失指数，该值是根据不同场次洪涝灾害下不同土地类型单位面积灾损值进行两两比较，然后利用层次分析法计算得到不同土地利用类型经济易损性指数的平均值；B是人口易损失指数，同理，该值是根据不同场次洪水灾害下不同土地类型单位面积人口损失进行两两比较，而后利用层次分析法计算得到不同土地利用类型人口易损性指数的平均值；

步骤四：建立城市水文站网规划

结合城市暴雨高风险、洪涝风险、承灾体易损性3个方面的分析，从数据融合的角度综合考虑水文站网布设需求指数模型，建立城市水文站网布设模型如下：

对暴雨高风险、洪涝风险和承灾体易损性三个评价因子分别赋予不同的权重值，然后再根据构建的城市水文站网规划需求指数模型进行计算：

FDRI＝(wh·VH)(we·VE)(ws·VS) (5)

上式中，FDRI为城市站网规划需求指数，VH、VE、VS分别表示城市站网规划需求指数模型中三个评价因子的指数值，wh、we、ws分别是各评价因子对应的权重值。

2.根据权利要求1所述的基于3S技术的城市水文站网布设方法，其特征在于，所述步骤四还包括：由城市站网规划需求指数模型，利用GIS技术，结合步骤一至步骤三得到的结果进行计算，得到水文站网需求指数图，基于水文站网需求指数分布图，基于GIS空间分析技术，进行镇江市城市水文站网布设。

3.根据权利要求1所述的基于3S技术的城市水文站网布设方法，其特征在于，所述步骤四中，各因子对应的权重取值范围为0到1之间。

4.基于3S技术的城市水文站网布设系统，其特征在于，用于实现权利要求1-3中任意一项所述的基于3S技术的城市水文站网布设方法，包括：因子权重模块、暴雨风险模块、洪涝风险计算模块、承灾体易损性模块，所述因子权重模块用于实现基于3S技术的城市水文站网布设方法中步骤四功能，所述暴雨风险模块用于实现基于3S技术的城市水文站网布设方法中步骤一功能，所述洪涝风险计算模块用于实现基于3S技术的城市水文站网布设方法中步骤二功能，所述承灾体易损性模块用于实现基于3S技术的城市水文站网布设方法中步骤三功能。