本發(fā)明屬于水資源管理領(lǐng)域，尤其是一種基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、城市洪澇災(zāi)害作為全球性的自然災(zāi)害之一，隨著氣候變化和城市化進(jìn)程的加快，其發(fā)生頻率和造成的損失呈現(xiàn)顯著上升趨勢。特別是在快速城市化地區(qū)，下墊面的顯著改變導(dǎo)致降雨徑流關(guān)系發(fā)生改變，加之排水系統(tǒng)能力不足，使得城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。因此，建立科學(xué)的流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，提高城市防洪減災(zāi)能力，對(duì)于保障城市安全運(yùn)行和居民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。同時(shí)，韌性評(píng)價(jià)結(jié)果能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)提升城市整體抵御災(zāi)害的能力具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

2、目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市洪澇韌性評(píng)價(jià)已開展了大量研究。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法主要基于單一指標(biāo)體系，通過構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重體系來量化韌性水平。在數(shù)據(jù)獲取方面，主要依賴統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查，空間分辨率較低。在洪澇模擬方面，多采用單一的一維或二維水動(dòng)力模型，難以準(zhǔn)確描述復(fù)雜地形條件下的洪水演進(jìn)過程。在承災(zāi)體識(shí)別方面，主要依靠人工解譯和簡單的遙感分類方法，難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的功能識(shí)別。在韌性計(jì)算方面，往往采用靜態(tài)的評(píng)價(jià)方法，未能充分考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)恢復(fù)過程。

3、然而，現(xiàn)有的研究方法仍存在以下技術(shù)問題：首先，在下墊面功能識(shí)別方面，傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確識(shí)別城市用地的細(xì)分功能類型，特別是在功能混合區(qū)域，分類精度較低；其次，在耐受能力評(píng)估方面，缺乏基于歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)的定量化方法，閾值確定往往依賴專家經(jīng)驗(yàn)；第三，在水動(dòng)力模擬方面，模型耦合過程中的邊界條件交換和數(shù)值求解存在穩(wěn)定性問題，計(jì)算效率較低；第四，在性能曲線分析方面，關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的識(shí)別缺乏客觀的數(shù)學(xué)方法支持，特別是在系統(tǒng)出現(xiàn)多次波動(dòng)時(shí)，難以準(zhǔn)確識(shí)別性能最低點(diǎn)和恢復(fù)結(jié)束時(shí)刻；第五，在多尺度韌性評(píng)價(jià)方面，不同尺度間的權(quán)重傳遞缺乏科學(xué)的理論基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性有待提高；最后，在時(shí)間動(dòng)態(tài)性方面，現(xiàn)有方法難以反映不同時(shí)段（如工作日與非工作日、農(nóng)作物生長期）下墊面功能重要性的變化，影響了評(píng)價(jià)結(jié)果的實(shí)用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的，提供一種基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法和系統(tǒng)，以期能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)技術(shù)問題。

2、技術(shù)方案，基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：

3、s1、獲取高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)和poi數(shù)據(jù)，通過多層次分類處理獲得細(xì)分類結(jié)果；結(jié)合預(yù)存儲(chǔ)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到各類下墊面功能權(quán)重值；

4、s2、將細(xì)分類結(jié)果與預(yù)存儲(chǔ)的歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和網(wǎng)格化計(jì)算，得到網(wǎng)格單元耐受能力值；

5、s3、基于預(yù)配置的耦合水動(dòng)力模型進(jìn)行模擬計(jì)算，得到網(wǎng)格淹沒數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)格淹沒水深和淹沒時(shí)間；

6、s4、基于網(wǎng)格淹沒數(shù)據(jù)和網(wǎng)格單元耐受能力值，計(jì)算系統(tǒng)性能曲線，提取韌性特性值，得到每個(gè)網(wǎng)格的韌性特性值集合；

7、s5、基于韌性特性值集合，計(jì)算綜合韌性；結(jié)合各類下墊面功能權(quán)重值進(jìn)行空間整合，得到不同時(shí)空尺度的韌性評(píng)價(jià)結(jié)果。

8、基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括：

9、至少一個(gè)處理器；以及，

10、與至少一個(gè)所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，

11、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的指令，所述指令用于被所述處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法。

12、有益效果，本發(fā)明通過多源數(shù)據(jù)融合和多層次分類實(shí)現(xiàn)了精確的下墊面功能識(shí)別，繼而基于歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)建立耐受能力評(píng)估體系，通過耦合水動(dòng)力模型模擬洪澇過程，最后基于系統(tǒng)性能曲線提取韌性特征并實(shí)現(xiàn)多尺度評(píng)價(jià)；不僅考慮了區(qū)域功能的差異性和時(shí)空變化特征，還包含了系統(tǒng)抵抗和恢復(fù)能力的綜合評(píng)估，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性，克服了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法在空間精度和時(shí)間動(dòng)態(tài)性方面的不足，為城市防洪減災(zāi)決策提供了更精準(zhǔn)的技術(shù)支持。

技術(shù)特征：

1.基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s1進(jìn)一步為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s2進(jìn)一步為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s3進(jìn)一步為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s4進(jìn)一步為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s5進(jìn)一步為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s11進(jìn)一步為：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s31進(jìn)一步為：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟s41進(jìn)一步為：

10.基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于下墊面功能和耐受能力的網(wǎng)格尺度流域洪澇韌性評(píng)價(jià)方法和系統(tǒng)，該方法包括獲取高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)和POI數(shù)據(jù)，通過多層次分類處理獲得細(xì)分類結(jié)果，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得到各類下墊面功能權(quán)重值；將細(xì)分類結(jié)果與歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和網(wǎng)格化計(jì)算得到網(wǎng)格單元耐受能力值；構(gòu)建耦合水動(dòng)力模型進(jìn)行模擬計(jì)算，得到網(wǎng)格淹沒水深和淹沒時(shí)間數(shù)據(jù)；計(jì)算系統(tǒng)性能曲線，提取韌性特性值，得到網(wǎng)格韌性特性值集合；基于韌性特性值集合計(jì)算綜合韌性，并結(jié)合不同時(shí)刻下墊面功能權(quán)重值進(jìn)行空間整合，得到不同時(shí)空尺度的韌性評(píng)價(jià)結(jié)果。本發(fā)明為城市防洪減災(zāi)提供了精確的決策支持。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇鑫,王欣怡,顏冰,王磊之,李伶杰,王銀堂,魯佳慧,劉勇,胡慶芳,王莉莉,張野,胡鑒聞,雷發(fā)楷,劉創(chuàng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15