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申请/专利权人：河海大学;安徽水利水电职业技术学院;安徽省水文局(安徽省水土保持监测总站);长江水利委员会水文局;南京中禹智慧水利研究院有限公司

摘要：本发明公开一种基于径流模数网格的流域水文情势表达方法，获取目标流域的数字高程模型数据，进行填洼和重采样，将重采样的高程数据输入流域数字化及地貌特征提取系统，自动获取网格最陡坡度、网格流向、网格累积汇水面积、河流网格和流域边界；获取流域站点历史实测资料构建洪水场次集合，采用网格新安江模型进行参数率定；结合实时降雨，计算流域网格流量时间序列，进而计算径流模数时间序列；统计流域网格径流模数时序特征并归一化处理，按照定量和动态色阶方式分别生成径流模式色阶网格，进而绘制热力图时序集。本发明通过流域径流模数网格，实现整个流域范围内流量计算结果的直观动态展示，清晰合理地表达流域水文情势，丰富了水情形势表达手段。

主权项：1.一种基于径流模数网格的水文情势表达方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取目标流域的数字高程模型数据，并对其依次进行填洼和重采样预处理，得到目标流域的高程数据[DEM]；步骤S2、将处理后的高程数据[DEM]输入流域数字化及地貌特征提取模块自动提取目标流域网格特征，包括网格最陡坡度[s]、网格流向[dir]、网格累积汇水面积[acc]、河流网格[riv]和流域边界[bas]；步骤S3、获取流域内站点历史实测资料并结合目标流域网格特征，采用网格新安江模型进行参数率定，进而构建流域洪水场次集合，得到网格新安江模型参数集合[Params]；步骤S4、结合实时降雨数据和网格新安江模型参数集合[Params]，计算流域网格流量时间序列以及目标流域的网格径流模数时间序列，具体方法为；步骤S4.1、根据网格新安江模型参数[Params]、实时降雨数据序列[ps]，计算得到流域的网格流量时序数据[qsim]；步骤S4.2、根据网格流量时序数据[qsim]和网格累积汇水面积[acc]，采用径流模数公式计算网格径流模数时间序列[RMsim]；步骤S5、分别按照定量色阶和动态色阶方式分别生成色阶网格数据序列，通过系统展示热力图时序，具体方法为；步骤S5.1、根据网格径流模数时间序列[RMsim]，统计全时段径流模数的最大值RMmax和最小值RMmin，对网格径流模数全时段时间序列进行归一化，生成定量网格数据序列，进而绘制热力图时间序列[Mapqua]；计算网格i,j在t时刻的归一化径流模数RQi,j,t；若RMmax＝RMmin，则RQi,j,t＝1.0；若RMmax≠RMmin，则RQi,j,t＝RMi,j,t-RMminRMmax-RMmin；其中RMi,j，t为网格i,j在t时刻的径流模数；步骤S5.1.3、遍历所有网格，得到t时刻目标流域的无量纲径流模数[RQ]t； m为重采样后的网格行数，n为重采样后的网格列数；步骤S5.1.4、基于定量色阶划分标准[C]，定义与无量纲径流模数关系；[C]＝{C1,C2,...,Ck-1,Ck}其中，k为色阶划分数量，Ck＝ΦRk-1～Rk；Φ为定义函数，定义[Ck]对应的无量纲径流模数范围区间为Rk-1～Rk，Rk为0～1.0之间的常量值；步骤S5.1.5、基于定量色阶划分标准[C]和[RQ]t计算得到t时刻流域网格色值[Color]t； 基于[Color]t生成目标流域的定量色阶径流模数热力图[Mapqua]t；步骤S5.1.6、遍历所有时刻，生成目标流域的定量色阶径流模数热力图时间序列[Mapqua]； 步骤S5.2、根据网格径流模数时间序列[RMsim]分别统计各个时刻径流模数的最大值RMmax和最小值RMmin，分别对各个时刻的网格径流模数进行归一化，生成动态网格数据序列，进而通过系统绘制动态热力图时间序列[Mapd]，直观表达水文情势演变过程；步骤S5.2.1、计算网格i,j在t时刻的归一化径流模数RDi,j,t；RDi,j,t＝RMi,j,t-RMmin,tRMmax,t-RMmin,t其中，RMmax,t为t时刻径流模数的最大值，RMmin,t为t时刻径流模数的最小值；步骤S5.2.2、遍历所有网格，得到t时刻目标流域的无量纲径流模数[RD]t； 步骤S5.2.3、基于t时刻的动态色阶划分标准[CD]t，定义与无量纲径流模数关系；[CD]t＝{CD1,CD2,...,CDk-1,CDk}其中，k为色阶划分数量，CDk＝ΦRk-1～Rk；Φ为定义函数，定义[CDk]对应的无量纲径流模数范围区间为Rk-1～Rk，Rk为0～1.0之间的常量值；步骤S5.2.4、基于t时刻的动态色阶划分标准[CD]t和[RD]t得到t时刻流域网格色值[Color]t； 步骤S5.2.5、基于[RD]t生成目标流域的动态色阶径流模数热力图[Mapd]t；步骤S5.2.6、遍历所有时刻，生成目标流域的动态色阶径流模数热力图时间序列[Mapd]；

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