[发明专利]一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法

权利要求书

1.一种基于最邻近算法的流域单位线实时优选方法，包括以下步骤：

1)流域水文资料收集及处理：获得等时段流域点雨量、面雨量时间序列及等时段流域出口流量时间序列；

2)场次洪水划分：根据等时段流域出口流量时间序列划分场次洪水；

3)降雨场次划分及关联：根据步骤2)获得的场次洪水，基于等时段流域面雨量时间序列划分降雨场次，得到各场次洪水点雨量过程和面雨量过程，将场次降雨与场次洪水进行匹配关联；

4)净雨过程推求：采用初损后损法对产流过程的水量损失进行划分，获得各场次洪水的净雨过程；

5)流域场次暴雨质心推求：基于流域内各雨量站的投影坐标和场次降雨量，计算各场次暴雨洪水流域场次暴雨质心点坐标；具体步骤如下：

5-1获取各雨量站投影坐标，设流域内共有m个雨量站，其中第i个雨量站投影坐标为(lgtd_i,lttd_i)；

5-2基于步骤3)中得到的各场次洪水点雨量过程，计算各场次洪水中各站点的总雨量，设步骤3)中共提取了n场洪水，其中第i个雨量站第j场洪水的总雨量为Pt_ij，则基于下式计算第j场洪水流域场次暴雨质心坐标(lgtd^j,lttd^j)：

6)构建样本集合：样本集合包括流域各场次洪水的净雨过程、洪水过程、流域场次暴雨质心至流域出口距离、净雨总量、归一化的净雨累积曲线；其中：净雨过程通过步骤4)中获得；洪水过程通过步骤2)中获得；第j场洪水流域场次暴雨质心至流域出口距离D_j的计算方式为：

其中：(lgtdo_ut,lttdo_ut)为流域出口的投影坐标，(lgtd^j,lttd^j)由步骤5)获得；

设第j场洪水净雨过程L_j代表本场净雨过程的长度，则第j场洪水的净雨总量其中R'_h代表h时刻的净雨；

第j场洪水归一化的净雨累积曲线的计算方式为：

7)基于最邻近算法选择样本：在洪水实时预报阶段，获取雨量站监测的实时降雨数据，将降雨数据输入产流模型获得净雨过程；基于点雨量过程数据，采用步骤6)中流域场次暴雨质心至流域出口距离的计算方式计算实测流域场次暴雨质心至流域出口距离D_目标；基于净雨过程数据，采用步骤6)中净雨总量及归一化的净雨累积曲线的计算方式，计算实测场次洪水的净雨总量和归一化净雨累积曲线并采用最邻近算法选择样本，具体步骤为：

7-1设样本集合中共有n场洪水，由1至n进行编号；

7-2分别计算样本集合中各场次洪水的D_j与D_目标间的差值V₁^j，根据步骤7-1中的编号将V₁^j组成序列{V₁¹,V₁²,...,V₁ⁿ}，并基于V₁^j由小到大的规则对n场洪水进行排序，获得秩次序列

7-3分别计算样本集合中各场次洪水的与间的差值根据步骤7-1中的编号将组成序列并基于由小到大的规则对n场洪水进行排序，获得秩次序列

7-4分别计算样本集合中各场次洪水的与间的距离根据步骤7-1中的编号将组成序列并基于由小到大的规则对n场洪水进行排序，获得秩次序列

7-5设置参数W₁、W₂和W₃，分别代表为流域场次暴雨质心至流域出口距离、净雨总量以及归一化的净雨累积曲线三个要素设置的权重系数，W₁+W₂+W₃＝1；

7-6基于步骤7-2、7-3和7-4中获得的三个秩次序列，计算总秩次序列其中的计算方式为：

其中，1≤j≤n；

7-7设置参数N，N代表选择的样本个数，1≤N≤n，由总秩次序列中选出秩次最小的N个样本的净雨过程和洪水过程，作为训练样本；

8)基于样本率定单位线：基于步骤7-7中选择的N个样本，采用优化算法优化率定出单位线，作为推荐单位线使用。