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申请/专利权人：山东锋士信息技术有限公司

摘要：本发明涉及一种基于改进新安江模型的流域暴雨洪涝预警方法及设备，属于卫星遥感和水文预报监测技术领域。通过卫星遥感数据结合随机森林算法进行地物分类，获取新安江模型参数中的不透水面面积占比，并利用单位线模拟新安江模型的蓄满产流量，最后在历史数据模拟的过程中通过全局优化算法率定获取模型参数。本发明能够减少以往新安江模型率定的参数数量，提高模型参数的率定效率，并通过单位线汇流的描述提高模型泛化能力，改善其在流量峰值处预测偏低的问题，确保其能够在流域汛期获得准确的流量预测。

主权项：1.一种基于改进新安江模型的流域暴雨洪涝预警方法，其特征是，包括步骤如下：S1.获取待预测流域的遥感影像并预处理；S2.提取预处理遥感影像的纹理特征，标注训练样本，通过随机森林算法构建分类决策树，对遥感影像进行地物分类，根据分类结果计算不透水面占比IMP；S3.利用新安江模型，模拟流域在蓄满状态下的产流，利用不透水面占比IMP计算产流量R，将新安江计算的产流划分为两单位线进行汇流计算，由两单位线分别计算获得汇流水库水量Q9和流域出口断面水量Q1，引入F作为地下交换水量，再次更新蓄水量变化获得汇流水库的出流量Qr与出口断面的出流量Qd，计算总汇流量；产流计算过程为：（1）计算流域内各点蓄水容量的最大值WMM：WMM=WM×1+B1-IMP，其中WM和B为待率定参数，分别为包气带张力水平均蓄水容量和张力水蓄水容量曲线指数，IMP为不透水面积的比值；（2）计算张力水土壤含水量的临界值A：A=WMM×1-1-WWM1B+1，其中W为土壤含水量；（3）计算产流量R： ，其中Pe为净雨量，计算公式如下：Pe=P-K×E，P和E分别为降雨和蒸散发数据，K为蒸散发折算系数，由率定算法求得；汇流的计算过程为：（1）将产流划分为两部分进行汇流计算，前90%利用单位线UH1，后10%则利用单位线UH2，其中UH1需要用汇流水库进行调节，UH2则需要汇集到流域的出口断面；两条单位线UH1、UH2分别由下式所得： ， ，式中X3为汇流时间参数，t为时间，j为整数，单位均为天；UH1j和UH2j为模拟汇流的时间关系曲线，SH1t和SH2t为输入时间与汇流时间的累积比例，通过SH1t和SH2t的各自差值对UH1j和UH2j进行表达；由单位线推算获得的汇流水库水量Q9和流域出口断面水量Q1如下式所示，R为产流流量， ；（2）引入F作为地下交换水量，X1为地下水交换系数，X2为汇流水库容量，Ri为汇流水库水量，由X2×0.7所得，当X1小于零时表示径流补给地下水，当X1等于零时表示没有交换水量， ，当汇入UH1对应的水量和地下水交换水量后，其相应的蓄水量Rr和出流量Qr如下式所示，出流后再次更新的蓄水量Rr+1变化为： ， ， ，对于流域出口断面，当单位线UH2的推算水量与地下水交换量汇合后，出流量Qd为： ，该流域的汇流总出流量Q即为汇流水库的出流量Qr与出口断面的出流量Qd之和；S4.输入流域历史数据通过全局优化算法率定获取汇流计算模型最优参数；S5.利用得到的模型率定参数和降雨、蒸发、流量数据进行流量预测并作出水文预报及预警。

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