(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111551121.1 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 水利部南京水利水文自动化研究所 地址 210000 江苏省南京市雨 花台区铁心 桥街95号 (72)发明人 张利茹　李辉　贺永会　韩继伟　 谷莹莹　戴佳琦　邵军　唐跃平　 符伟杰　王岩　智永明　王岑晔　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 叶涓涓 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) (54)发明名称 基于3S技术的城市水文站网布设方法及系 统 (57)摘要 本发明提供了基于3S技术的城市水文站网 布设方法及系统， 方法包括以下步骤： 建立城市 暴雨高风险模型； 建立城市洪涝风险模型； 建立 城市承灾体易损性模型； 建立城市水文站网规划 需求指数模型。 本发明基于遥感数据、 土地利用 类型数据、 历史灾情数据和3S技术， 分别从城市 暴雨高风险区划、 洪涝风险区划、 承灾体易损性3 个方面进行详细分析， 再从数据融合的角度综合 考虑水文站网布设需求指数模型来进行水文站 网整体优化布设， 可以准确、 快速、 智能地确定水 文站网的具体布设位置， 相比于传统水文站网布 设方法， 省去了很多实地考察所需要的时间和人 力， 结果准确可靠 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114528672 A 2022.05.24 CN 114528672 A 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， Ew(x,y)为积水 水面高程， Eg(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＝ωg·A+ωp·B     (3) 式中， ωg是经济易损失系数， ωp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空间分析技权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114528672 A 2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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114528672 A 3