本發(fā)明涉及蓄洪數(shù)字化分析，尤其涉及一種數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在洪水管理和防洪調(diào)度中，蓄洪區(qū)的作用是緩解河道壓力，將洪水臨時(shí)蓄滯在指定區(qū)域，降低下游防洪壓力，保護(hù)沿岸地區(qū)的安全。蓄洪區(qū)通常由垸區(qū)圍護(hù)，垸區(qū)內(nèi)部通過分洪閘調(diào)控洪水的進(jìn)入和退出，該區(qū)域通常地勢較低，具備較大的蓄洪容量，當(dāng)洪水達(dá)到一定水位或調(diào)控需求時(shí)，分洪閘開啟，洪水進(jìn)入垸內(nèi)進(jìn)行臨時(shí)滯留。蓄洪垸內(nèi)區(qū)域可以有效緩解洪水壓力，保護(hù)下游城市和重要基礎(chǔ)設(shè)施免受洪水侵害，并且垸內(nèi)區(qū)域的土地、建筑和人口安置等需進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，以最大限度減少洪水對該區(qū)域的損失。在應(yīng)對洪水時(shí)，如何有效管理和調(diào)控蓄洪垸內(nèi)的水位、流速及洪水演進(jìn)，是實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)的關(guān)鍵。然而，現(xiàn)有的數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法依賴于靜態(tài)的水文信息和簡單的數(shù)學(xué)模型，難以適應(yīng)洪水快速變化的動(dòng)態(tài)特征，對垸內(nèi)洪水分布分析精度較差，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地垸內(nèi)區(qū)域規(guī)劃以及分洪閘智能化調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明提供一種數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法及系統(tǒng)，以解決至少一個(gè)上述技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取地理信息系統(tǒng)中的蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)；利用無人機(jī)檢測設(shè)備進(jìn)行蓄洪區(qū)域的地形監(jiān)測處理，生成蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)；基于蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)以及蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行洪區(qū)域地形建模處理，生成蓄洪區(qū)域地形模型；

4、步驟s2：?獲取蓄洪區(qū)域的歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)；根據(jù)蓄洪區(qū)域地形模型對歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪模式的空間水文特征耦合分析，生成蓄洪模式空間水文特征數(shù)據(jù)；

5、步驟s3：基于水文空間分布特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力邊界條件分析，生成蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)；基于蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力工況分析，生成蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)；將蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)作為蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)傳輸至蓄洪地形模型進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)映射，以構(gòu)建蓄洪水動(dòng)力概化模型；

6、步驟s4：基于蓄洪水動(dòng)力概化模型進(jìn)行分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬分析，生成分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢模擬數(shù)據(jù)；基于分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬分析，生成蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)；

7、步驟s5：基于蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃處理，生成垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)，將垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)傳輸至終端執(zhí)行蓄洪垸內(nèi)分區(qū)土地規(guī)劃作；

8、步驟s6：基于垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)以及蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分洪閘智能調(diào)控分析，以設(shè)計(jì)分洪閘智能調(diào)控決策，將分洪閘智能調(diào)控決策傳輸至終端執(zhí)行分洪閘智能調(diào)控策略。

9、進(jìn)一步的，步驟s1包括以下步驟：

10、步驟s11：獲取地理信息系統(tǒng)中的蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)；

11、步驟s12：根據(jù)蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測地形數(shù)字化特征分析，生成實(shí)測地形數(shù)字化特征數(shù)據(jù)；基于實(shí)測地形數(shù)字化特征數(shù)據(jù)建立初步蓄洪區(qū)域地形模型；

12、步驟s13：利用無人機(jī)檢測設(shè)備進(jìn)行蓄洪區(qū)域的地形監(jiān)測處理，生成蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)；

13、步驟s14：根據(jù)蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行地形監(jiān)測高程特征分析，生成地形監(jiān)測高程特征數(shù)據(jù)；

14、步驟s15：通過蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分洪閘定位監(jiān)測處理，生成分洪閘定位監(jiān)測數(shù)據(jù)；

15、步驟s16：通過分洪閘定位監(jiān)測數(shù)據(jù)將初步蓄洪區(qū)域地形模型中的分洪閘相對位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并基于地形監(jiān)測高程特征數(shù)據(jù)對標(biāo)識(shí)后的初步蓄洪區(qū)域地形模型進(jìn)行地形模型高程精度優(yōu)化，生成蓄洪區(qū)域地形模型。

16、進(jìn)一步的，步驟s2包括以下步驟：

17、步驟s21：獲取蓄洪區(qū)域的歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)；

18、步驟s22：根據(jù)歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史蓄洪事件分析，生成歷史蓄洪事件數(shù)據(jù)；

19、步驟s23：通過歷史蓄洪事件數(shù)據(jù)作為蓄洪事件聚類標(biāo)簽；根據(jù)蓄洪事件聚類標(biāo)簽對歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水文聚類分析，生成歷史蓄洪水文聚類數(shù)據(jù)；

20、步驟s24：根據(jù)歷史蓄洪水文聚類數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史蓄洪模式的水文特征挖掘處理，生成蓄洪模式水文特征數(shù)據(jù)；

21、步驟s25：根據(jù)蓄洪區(qū)域地形模型進(jìn)行蓄洪區(qū)域空間特征分析，生成蓄洪區(qū)域空間特征數(shù)據(jù)；

22、步驟s26：根據(jù)蓄洪區(qū)域空間特征數(shù)據(jù)對蓄洪模式水文特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪模式的空間水文特征耦合分析，生成蓄洪模式空間水文特征數(shù)據(jù)。

23、進(jìn)一步的，步驟s3包括以下步驟：

24、步驟s31：基于水文空間分布特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力邊界條件分析，生成蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)；

25、步驟s32：對蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分處理，生成網(wǎng)格蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)；

26、步驟s33：根據(jù)網(wǎng)格蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力有限元數(shù)值參數(shù)分析，生成蓄洪水動(dòng)力有限元數(shù)值參數(shù)；

27、步驟s34：根據(jù)蓄洪水動(dòng)力有限元數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力工況計(jì)算，生成蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)；

28、步驟s35：將蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)作為蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)傳輸至蓄洪地形模型進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)映射，以構(gòu)建蓄洪水動(dòng)力概化模型。

29、進(jìn)一步的，步驟s31包括以下步驟：

30、步驟s311：根據(jù)水文空間分布特征數(shù)據(jù)進(jìn)行水深分布邊界條件分析，生成水深分布邊界條件數(shù)據(jù)；

31、步驟s312：基于水文空間分布特征數(shù)據(jù)以及水深分布邊界條件數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力流域特征分析，生成蓄洪水動(dòng)力流域特征數(shù)據(jù)，其中所述蓄洪水動(dòng)力流域特征數(shù)據(jù)包括蓄洪水動(dòng)力流速數(shù)據(jù)以及蓄洪水動(dòng)力流向數(shù)據(jù)；

32、步驟s313：基于水深分布邊界條件數(shù)據(jù)以及蓄洪水動(dòng)力流域特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力邊界條件分析，生成蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)。

33、進(jìn)一步的，步驟s4包括以下步驟：

34、步驟s41：基于蓄洪水動(dòng)力概化模型進(jìn)行分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬分析，生成分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢模擬數(shù)據(jù)；

35、步驟s42：通過蓄洪區(qū)域地形模型中的分洪閘定位監(jiān)測數(shù)據(jù)分別選取數(shù)字化垸內(nèi)特征點(diǎn)位數(shù)據(jù)以及數(shù)字化垸內(nèi)特征斷面數(shù)據(jù)；

36、步驟s43：根據(jù)數(shù)字化垸內(nèi)特征點(diǎn)位數(shù)據(jù)對分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)特征點(diǎn)位流速與水深的時(shí)序關(guān)聯(lián)特征分析，生成垸內(nèi)特征點(diǎn)位流速水深時(shí)序關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)；

37、步驟s44：根據(jù)數(shù)字化垸內(nèi)特征斷面數(shù)據(jù)對分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)特征斷面流速與水深的時(shí)序關(guān)聯(lián)特征分析，生成垸內(nèi)特征斷面流速水深時(shí)序關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)；

38、步驟s45：根據(jù)垸內(nèi)特征點(diǎn)位流速水深時(shí)序關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)以及垸內(nèi)特征斷面流速水深時(shí)序關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬分析，生成蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)。

39、進(jìn)一步的，步驟s41包括以下步驟：

40、步驟s411：根據(jù)蓄洪水動(dòng)力概化模型進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力演進(jìn)過程模擬分析，生成蓄洪水動(dòng)力演進(jìn)過程模擬數(shù)據(jù)；

41、步驟s412：根據(jù)預(yù)設(shè)的水動(dòng)力演化時(shí)間步長對蓄洪水動(dòng)力演進(jìn)過程模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力動(dòng)態(tài)演進(jìn)趨勢分析，生成蓄洪水動(dòng)力動(dòng)態(tài)演進(jìn)趨勢數(shù)據(jù)；

42、步驟s413：根據(jù)蓄洪水動(dòng)力動(dòng)態(tài)演進(jìn)趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬分析，生成分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢模擬數(shù)據(jù)。

43、進(jìn)一步的，步驟s5包括以下步驟：

44、步驟s51：根據(jù)蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)洪水影響分區(qū)分析，生成垸內(nèi)洪水影響分區(qū)數(shù)據(jù)；

45、步驟s52：通過垸內(nèi)洪水影響分區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃處理，生成垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)，將垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)傳輸至終端執(zhí)行蓄洪垸內(nèi)分區(qū)土地規(guī)劃作業(yè)。

46、進(jìn)一步的，步驟s6包括以下步驟：

47、步驟s61：根據(jù)垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪垸內(nèi)洪水調(diào)控需求特征分析，生成蓄洪垸內(nèi)洪水調(diào)控需求特征數(shù)據(jù)；

48、步驟s62：對蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控處理，生成動(dòng)態(tài)蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)；基于動(dòng)態(tài)蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)以及蓄洪垸內(nèi)洪水調(diào)控需求特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分洪閘智能調(diào)控分析，以設(shè)計(jì)分洪閘智能調(diào)控決策，將分洪閘智能調(diào)控決策傳輸至終端執(zhí)行分洪閘智能調(diào)控策略。

49、本說明書中提供一種數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理系統(tǒng)，用于執(zhí)行如上述所述的數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法，該數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理系統(tǒng)包括：

50、蓄洪區(qū)域地形建模模塊，用于獲取地理信息系統(tǒng)中的蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)；利用無人機(jī)檢測設(shè)備進(jìn)行蓄洪區(qū)域的地形監(jiān)測處理，生成蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)；基于蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)以及蓄洪區(qū)域地形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行洪區(qū)域地形建模處理，生成蓄洪區(qū)域地形模型；

51、空間水文特征分析模塊，用于獲取蓄洪區(qū)域的歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)；根據(jù)蓄洪區(qū)域地形模型對歷史蓄洪水文數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪模式的空間水文特征耦合分析，生成蓄洪模式空間水文特征數(shù)據(jù)；

52、水動(dòng)力概化模型構(gòu)建模塊，用于基于水文空間分布特征數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力邊界條件分析，生成蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)；基于蓄洪水動(dòng)力邊界條件數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力工況分析，生成蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)；將蓄洪水動(dòng)力工況數(shù)據(jù)作為蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)傳輸至蓄洪地形模型進(jìn)行蓄洪水動(dòng)力概化系數(shù)映射，以構(gòu)建蓄洪水動(dòng)力概化模型；

53、蓄洪垸內(nèi)洪水分析模塊，用于基于蓄洪水動(dòng)力概化模型進(jìn)行分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬分析，生成分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢模擬數(shù)據(jù)；基于分洪閘調(diào)控入垸流量趨勢數(shù)據(jù)進(jìn)行蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬分析，生成蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)；

54、垸內(nèi)區(qū)域土地規(guī)劃模塊，用于基于蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃處理，生成垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)，將垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)傳輸至終端執(zhí)行蓄洪垸內(nèi)分區(qū)土地規(guī)劃作；

55、蓄洪分洪閘智能調(diào)控模塊，用于基于垸內(nèi)區(qū)域模擬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)以及蓄洪垸內(nèi)洪水特征模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分洪閘智能調(diào)控分析，以設(shè)計(jì)分洪閘智能調(diào)控決策，將分洪閘智能調(diào)控決策傳輸至終端執(zhí)行分洪閘智能調(diào)控策略。

56、本技術(shù)有益效果在于，通過利用地理信息系統(tǒng)（gis）和無人機(jī)檢測設(shè)備，能夠獲取高精度的蓄洪區(qū)域地形實(shí)測數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測地形變化，生成動(dòng)態(tài)更新的蓄洪區(qū)域地形模型。地形模型的精度提升使得蓄洪區(qū)域的水文分析和分洪調(diào)控更為準(zhǔn)確。通過對歷史水文數(shù)據(jù)與蓄洪區(qū)域地形模型的耦合分析，能夠提取蓄洪模式的空間水文特征，實(shí)現(xiàn)對洪水演進(jìn)過程的精細(xì)模擬，為預(yù)測洪水演變趨勢及分洪調(diào)控提供了科學(xué)依據(jù)，使得調(diào)控更具針對性和有效性。利用水文空間分布特征進(jìn)行水動(dòng)力邊界條件和工況的分析，并構(gòu)建蓄洪水動(dòng)力概化模型。該模型準(zhǔn)確反映洪水流速、流向及淹沒范圍等信息，從而支持分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬和洪水特征模擬，提升了整體系統(tǒng)的水動(dòng)力分析能力。基于蓄洪水動(dòng)力概化模型進(jìn)行分洪閘調(diào)控的入垸流量趨勢模擬，通過模擬不同分洪閘調(diào)控下的入垸流量趨勢，根據(jù)數(shù)字化垸內(nèi)特征點(diǎn)位和斷面的流速與水深時(shí)序關(guān)聯(lián)分析，能夠動(dòng)態(tài)跟蹤不同特征區(qū)域的洪水特征變化。這樣有助于全面了解蓄洪垸區(qū)內(nèi)部各位置的洪水變化情況，確保分洪閘的調(diào)控策略能夠適應(yīng)垸內(nèi)不同位置的實(shí)際水文條件，從而有效防止局部區(qū)域洪澇災(zāi)害的發(fā)生。通過垸內(nèi)洪水特征模擬分析，能夠精確模擬垸內(nèi)洪水的流速、水深以及持續(xù)時(shí)間等關(guān)鍵特征，并結(jié)合不同區(qū)域的地形特征，為分洪閘調(diào)控決策提供了更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。這種模擬分析可以幫助管理者科學(xué)制定調(diào)控策略，減少盲目操作的風(fēng)險(xiǎn)。通過洪水特征模擬數(shù)據(jù)對垸內(nèi)土地進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，并結(jié)合洪水影響分區(qū)分析，優(yōu)化垸內(nèi)土地的利用方式和安全布局，減少洪水對蓄洪區(qū)內(nèi)人口、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響，保障居民生命財(cái)產(chǎn)安全，并為后續(xù)洪水退水后的恢復(fù)工作提供有力支撐?；谯鶅?nèi)洪水動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行智能調(diào)控分析，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)的洪水演進(jìn)情況和調(diào)控需求，自動(dòng)調(diào)整分洪閘的開閉狀態(tài)，提高了分洪閘的調(diào)控效率，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控的自動(dòng)化和智能化，減少了人工操作的滯后性及誤差，確保防洪措施能夠在最優(yōu)時(shí)機(jī)實(shí)施，顯著增強(qiáng)對洪水的應(yīng)急響應(yīng)能力，在洪水突發(fā)或變化時(shí)能夠快速調(diào)整分洪閘的操作，最大限度降低災(zāi)害損失。因此，本發(fā)明的數(shù)字化蓄洪分析的分洪閘調(diào)控管理方法通過對蓄洪區(qū)域地形模型以及水文空間分布特征分析，構(gòu)建了數(shù)字化的蓄洪水動(dòng)力概化模型，能夠精確模擬在分洪閘調(diào)控時(shí)洪水在垸內(nèi)的流速、流向和水深變化，提升了洪水演進(jìn)分析的精度，有助于深入理解洪水在垸內(nèi)的分布情況，以提高對垸內(nèi)洪水快速變化的動(dòng)態(tài)特征演進(jìn)分析精度。通過對垸內(nèi)特征點(diǎn)位和斷面的流速與水深的時(shí)序關(guān)聯(lián)特征分析，能夠精確掌握各特征區(qū)域的洪水動(dòng)態(tài)。這種細(xì)致的時(shí)序關(guān)聯(lián)分析提升了垸內(nèi)洪水分布分析的精度，使調(diào)控策略更加精準(zhǔn)，確保垸內(nèi)各區(qū)域都能獲得科學(xué)合理的防洪保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)對蓄洪垸內(nèi)區(qū)域進(jìn)行更加精準(zhǔn)的土地規(guī)劃處理，結(jié)合不同區(qū)域的洪水風(fēng)險(xiǎn)，合理分區(qū)，優(yōu)化土地利用，減少洪水對重要設(shè)施和人口密集區(qū)域的影響。以及自動(dòng)調(diào)整分洪閘的開閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)垸內(nèi)洪水精準(zhǔn)的流量控制，減少人工操作中的滯后和誤差，顯著提升了調(diào)控效率和應(yīng)對突發(fā)洪水的能力。