一种生态流量预报方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及生态流量监测，尤其涉及一种生态流量预报方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、河道的生态流量是在维持河流生态系统健康运行的前提下，维持河流下游生物生存的最小水量。对河道生态流量进行准确的预报预警，根据预报结果对河道生态流量进行调控，可以保护河流生态系统的完整性和生态平衡，促进水生态环境的保护和修复，提高水资源的利用效率，减少水资源的浪费和污染，保障人类社会的可持续发展；现有的对河道生态流量的预报方法是基于某一特定来源的天气预报驱动特定机理模型或机器学习模型进行生态流量预警，预警准确率低。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的是提供一种生态流量预警方法、系统、电子设备及存储介质，能够提高预警准确率。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种生态流量预警方法，所述方法包括：

3、获取目标生态流量断面以及生态流量阈值，根据所述目标生态流量断面划分目标流域，获取所述目标流域的实时降水预报数据集合；其中，所述目标流域表征所述目标生态流量断面的上游流域，所述实时降水预报数据集合包括若干个不同数据源的实时降水预报数据；

4、对所述实时降水预报数据集合进行降尺度操作，得到降尺度的实时降水预报数据集合，根据所述降尺度的实时降水预报数据集合进行均值计算，得到面雨量预报集；

5、根据所述面雨量预报集和水文集合预报模型确定生态流量预报集，根据所述生态流量预报集和所述生态流量阈值确定第一数据集；

6、根据所述第一数据集与所述生态流量预报集进行比例计算，作为预警结果。

7、在一些实施例中，所述对所述实时降水预报数据集合进行降尺度操作，得到降尺度的实时降水预报数据集合，具体包括：

8、对所述实时降水预报数据集合进行卷积操作，得到第一数据集合，根据预设激活函数对所述第一数据集合进行参数化处理，得到第二数据集合；

9、对所述第二数据集合进行残差卷积操作，得到第三数据集合，对所述第三数据集合进行卷积操作和批量归一化操作，得到第四数据集合，根据所述第二数据集合与所述第四数据集合进行残差连接，得到第五数据集合；

10、对所述第五数据集合进行上采样操作，得到第六数据集合，对所述第六数据集合进行卷积操作，得到降尺度的实时降水预报数据集合。

11、在一些实施例中，所述对所述第二数据集合进行残差卷积操作，得到第三数据集合，具体包括：

12、对所述第二数据集合进行卷积操作和批量归一化操作，得到第一子数据集合，根据所述预设激活函数对所述第一子数据集合进行参数化操作，得到第二子数据集合；

13、对所述第二子数据集合进行卷积操作和批量归一化操作，得到第三子数据集合，根据所述第三子数据集合与所述第二数据集合进行元素相加操作，得到第三数据集合。

14、在一些实施例中，所述对所述第五数据集合进行上采样操作，得到第六数据集合，具体包括：

15、对所述第五数据集合进行卷积操作，得到第四子数据集合，对所述第四子数据集合进行数据插值处理，得到第五子数据集合；

16、根据所述预设激活函数对所述第五子数据集合进行参数化，得到第六数据集合。

17、在一些实施例中，所述根据所述生态流量预报集和所述生态流量阈值确定第一数据集，具体包括：

18、根据所述生态流量预报集确定预报数据，依次将所述预报数据与所述生态流量阈值进行比较；

19、若所述预报数据小于所述生态流量阈值，将所述预报数据标记为第一数据，并根据所述第一数据确定第一数据集。

20、在一些实施例中，所述水文集合预报模型通过如下方式确定：

21、获取样本数据集，构建若干个水文预报模型；其中，所述样本数据集包括实测气象数据与水文资料数据；

22、根据预设比例对所述样本数据集进行划分，得到训练样本数据集与测试样本数据集，根据所述训练样本数据集分别对若干个所述水文预报模型进行训练，得到若干个第一模型；

23、根据所述测试样本数据集合与若干个所述第一模型分别进行计算精度计算，根据若干个所述计算精度以及预设阈值确定目标模型，对目标模型进行耦合，得到水文集合预报模型。

24、在一些实施例中，所述根据若干个所述计算精度、预设阈值以及若干个所述第一模型确定目标模型，具体包括：

25、分别将若干个所述计算精度与所述预设阈值进行比较；

26、若所述计算精度大于或等于所述预设阈值，将所述计算精度对应的所述第一模型作为目标模型；

27、若所述计算精度小于所述预设阈值，对所述计算精度对应的所述第一模型进行参数调整，直至所述计算精度大于或等于所述预设阈值，将所述计算精度对应的所述第一模型作为目标模型。

28、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种生态流量预警系统，所述系统包括：

29、第一模块，用于获取目标生态流量断面以及生态流量阈值，根据所述目标生态流量断面划分目标流域，获取所述目标流域的实时降水预报数据集合；其中，所述目标流域表征所述目标生态流量断面的上游流域，所述实时降水预报数据集合包括若干个不同数据源的实时降水预报数据；

30、第二模块，用于对所述实时降水预报数据集合进行降尺度操作，得到降尺度的实时降水预报数据集合，根据所述降尺度的实时降水预报数据集合计算面雨量预报集；

31、第三模块，用于根据所述面雨量预报集和水文集合预报模型确定生态流量预报集，根据所述生态流量预报集和所述生态流量阈值确定第二数据集；

32、第四模块，用于根据所述第二数据集与所述生态流量预报集进行比例计算，作为预警结果。

33、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

34、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

35、实施本技术实施例包括以下有益效果：本技术实施例提供一种生态流量预警方法、系统、电子设备及存储介质，该方案通过获取目标生态流量断面以及生态流量阈值，根据目标生态流量断面划分得到目标流域，并获取目标流域的实时降水预报数据集合，其中，目标流域的实时降水预报数据集合包括有不同数据源的实时降水预报数据；然后，对获取的实时降水预报数据集合进行降尺度操作，根据降尺度操作后的实时降水预报数据集合进行均值计算，得到目标流域的面雨量预报集；然后，根据得到的面雨量预报集合与水文集合预报模型进行计算处理，得到目标流域的生态流量预报集；然后，根据生态流量预报集以及目标流域的生态流量阈值确定第一数据集，再计算第一数据集与生态流量预报集的比例，作为对目标流域的预警结果；通过获取多种不同的数据源的实时降水预报数据，对获取的实时降水预报数据进行降尺度，提高数据的分辨率，进而提高生态流量的预警准确率，结合多种不同的水文预报模型对多种不同数据源的水文集合预报数据进行处理，得到关于生态流量的多种可能结果，综合多种可能结果进行分析，得到生态流量的预警结果，提高对目标流域的生态流量预警的准确率。