一种基于生态数据分析的城市集水能力评估系统及方法与流程

本发明涉及城市集水，具体涉及一种基于生态数据分析的城市集水能力评估系统及方法。

背景技术：

1、对城市集水能力的评估，需要基于实际的数据进行精确监测，以提高在集水能力评估过程中可以得到精准的评估信号，为城市的建设提供准确的参考，降低城市在降雨过程中发生的风险，因此，本发明提供了一种基于生态数据分析的城市集水能力评估系统及方法，为城市建设过程中的城市集水能力评估提供重要的参考意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于生态数据分析的城市集水能力评估系统及方法，以解决上述背景中问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于生态数据分析的城市集水能力评估方法，包括：

4、对城市的集水监测总区域进行监测子区域划分，并将监测总区域划分为n个监测子区域；并将监测子区域标记为m，其中，m为1、2、3……n，且n和m均为正整数；计算获得每个监测子区域m在监测周期t内的降雨集水度极值；

5、基于监测子区域m在监测周期t内的降雨集水度极值jsjzm；对n个监测子区域的降雨集水度极值jsjzm进行标准差计算，获得n个监测子区域的降雨集水表征值jsbizh；

6、将监测总区域内n个监测子区域的降雨集水表征值jsbizh与降雨集水表征阈值jsby进行比较；得到监测总区域集水平稳信号；

7、基于监测总区域集水平稳信号，将n个监测子区域内的降雨集水度极值jsjzm分别与降雨集水度阈值jsjy进行比较；计算获得降雨集水优异覆盖率jsff；

8、将降雨集水优异覆盖率jsff与降雨集水优异合格率jshg进行比较，得到监测总区域集水合格信号。

9、作为本发明进一步的方案：计算获得每个监测子区域m在监测周期t内的降雨集水度极值；包括：

10、步骤a01：获取监测子区域在监测周期t内的降雨数据，其中，降雨数据包括：监测子区域在监测周期t内的降雨频次i；还包括集水监测子区域在周期t内的单次降水数据；单次降雨数据包括：单次降雨量jyi和单次降雨时长值jti；

11、步骤a02：基于单次降雨数据，构建单次降雨时长值jti中的径流量值的变化曲线；

12、再对单次降雨时长值jti内的径流量值dljtj进行积分计算获得单次降雨时长值jti内的径流总量dzi；

13、步骤a03：基于集水监测总区域的gis数据库获取每个监测子区域内的子汇水区域面积，并标记为hsm；

14、此时，通过计算获得监测子区域内第i次降水的集水量stjsi；

15、步骤a04：然后获取监测子区域m在监测周期t内的i次降雨中的集水量最大值，记为stjsmaxi；

16、同时，通过计算获取监测子区域m在监测周期t内第i次的降雨总量yjzi；

17、然后获取监测子区域m在监测周期t内的i次降雨中的降雨总量最大值，记为yjzmaxi；

18、步骤a05：然后通过计算得到监测子区域m在监测周期t内的i次降雨中的降雨集水度极值jsjzm。

19、作为本发明进一步的方案：所述径流量值的变化曲线的构建方式为：

20、将单次降雨时长值jti以单位时间t进行时间点划分，将每个时间点标记为j，其中，j为1、2、3……，同时获取单次降雨时长值jti内每个时间点j时刻的径流量值，并标记为dljtj；

21、然后以时间点j为横向坐标，以每个时间点j时刻的径流量值dljtj为纵坐标，建立降雨强度极值径流直角坐标系，将单次降雨时长值jti内每个时间点j及其所对应的径流量值拟入至降雨强度极值径流直角坐标系中。

22、作为本发明进一步的方案：将监测总区域内n个监测子区域的降雨集水表征值jsbizh与降雨集水表征阈值jsby进行比较：

23、若降雨集水表征值jsbizh小于降雨集水表征阈值jsby；生成监测总区域集水波动信号；

24、若降雨集水表征值jsbizh大于等于降雨集水表征阈值jsby；生成监测总区域集水平稳信号。

25、作为本发明进一步的方案：基于监测总区域集水波动信号；依次对集水监测总区域内的监测子区域的降雨集水度极值jsjzm进行调整，直至将所有监测子区域内的降雨集水度极值jsjzm调整完成。

26、作为本发明进一步的方案：对监测子区域内降雨集水度极值jsjzm进行调整的过程为：

27、获取该监测子区域m相邻的监测子区域的降雨集水度极值，并对监测子区域m相邻的监测子区域的降雨集水度极值进行求和平均，得到监测子区域m的降雨集水度目标调整值jsmam；若监测子区域的降雨集水度目标调整值jsmam小于降雨集水度极值jsjzm，则不调整。

28、作为本发明进一步的方案：所述降雨集水优异覆盖率jsff的计算方式为：

29、获取降雨集水度极值jsjzm大于等于降雨集水度阈值jsjy的监测子区域的个数值并标记为w；

30、通过计算获得降雨集水优异覆盖率jsff。

31、作为本发明进一步的方案：将降雨集水优异覆盖率jsff与降雨集水优异合格率jshg进行比较：

32、若降雨集水优异覆盖率jsff大于等于降雨集水优异合格率jshg，生成监测总区域集水合格信号；

33、若降雨集水优异覆盖率jsff小于降雨集水优异合格率jshg，生成监测总区域集水提高信号。

34、作为本发明进一步的方案：基于监测总区域集水提高信号，获取集水监测总区域内的监测子区域的降雨集水度极值jsjzm并进行调整；具体的；将监测子区域中降雨集水度极值jsjzm的最小值调整为降雨集水度阈值jsjy。

35、作为本发明进一步的方案：一种基于生态数据分析的城市集水能力评估系统，包括：

36、数据获取模块：用于对城市的集水监测总区域进行监测总区域划分，并将监测子区域划分为n个监测子区域；并将监测子区域标记为m，其中，m为1、2、3……n，且n和m均为正整数；计算获得每个监测子区域m在监测周期t内的降雨集水度极值；

37、数据处理模块：基于监测子区域m在监测周期t内的降雨集水度极值jsjzm；对n个监测子区域的降雨集水度极值jsjzm进行标准差计算，获得n个监测子区域的降雨集水表征值jsbizh；

38、将监测总区域内n个监测子区域的降雨集水表征值jsbizh与降雨集水表征阈值jsby进行比较；得到监测总区域集水平稳信号；

39、评估模块：基于监测总区域集水平稳信号，将n个监测子区域内的降雨集水度极值jsjzm分别与降雨集水度阈值jsjy进行比较；计算获得降雨集水优异覆盖率jsff；

40、将降雨集水优异覆盖率jsff与降雨集水优异合格率jshg进行比较，得到监测总区域集水合格信号。

41、本发明的有益效果：

42、通过将监测总区域进行监测子区域划分，对每个监测子区域进行周期监测，监测区域更加细致，提高整个监测总区域的数据计算的准确性，再对每个监测子区域内的降雨集水度极值计算，可以用于衡量评判该监测子区域内在面对较极端的天气下所能实现的最大降雨集水度极值，然后再基于每个监测子区域的降雨集水度极值对整个监测总区域进行评估，以得出监测总区域内的集水稳定性，另外，还可以基于监测总区域内的降雨集水度极值，计算获得监测总区域内监测子区域达到与降雨集水优异合格率的占比；进而评估监测总区域内的集水区域覆盖合格的占比，若未达到降雨集水优异合格率，则需要对监测总区域中的部分监测子区域进行调整，以保证监测总区域中的降雨集水优异覆盖率满足标准，使得监测总区域中监测子区域可以承担相邻监测子区域的降水风险，以降低整个监测总区域的降水风险，提高监测总区域的降雨集水状态，为城市建设过程中城市集水能力的评估提供重要的参考价值。