一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法与流程

专利2026-07-09  7


本发明属于数据处理,具体涉及一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法。


背景技术:

1、水文地质学是指研究地下水在如岩石圈、大气圈和生物圈等周围环境下以及人类活动影响下,数量和质量在空间上的变化规律,并运用这一规律有效的利用地下水和调节地下水以兴利弊害的学科。

2、水文地质参数是指研究过程中产生的数据,基于水文地质参数的区域划分能够表达出各区域的水文地质特性,对于水资源开发、地质灾害预防、环境保护和工程建设具有重要作用。

3、中国专利号201611124609.5公开了利用等水位线进行水文地质参数分区的方法,先获取研究区域的地下水等水位线,再根据地下水等水位线得到水文地质参数分区,其中,根据地下水等水位线得到水文地质参数分区的具体方法包括:对地下水等水位线进行线转点的操作,得到点数据,对点数据进行点插值,得到栅格图像,对栅格图像进行坡度计算,得到坡度数据,对坡度数据进行重分类赋值处理,得到等值线疏密程度分区赋值的渗透系数图层,对等值线疏密程度分区赋值的渗透系数图层进行矢量栅格转面处理,得到渗透系数分区后的矢量图数据。

4、上述利用等水位线进行水文地质参数分区的方法虽然无需工作人员对目标区域进行人工参数分区,即可实现水文地质参数的自动分区,但仍需工作人员对目标区域的地下水等水位线进行获取,限制了水文地质参数分区方法的使用便捷程度。


技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,具有只需要采集已有数据即可对目标区域的水文地质参数区域进行划分,全程无需工作人员对目标区域进行任何外出采集,提高了水文地质参数区域划分时的使用便捷程度的特点。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,包括以下步骤:

3、s1:采集历史水文地质数据,其中,历史水文地质数据包括区域三维坐标、区域地貌、区域地貌各位置三维坐标、区域降水量和区域等水位线;

4、s2:基于区域三维坐标对历史水文地质数据进行一次分类,基于区域地貌对历史水文地质数据进行二次分类,基于区域地貌各位置三维坐标对历史水文地质数据进行三次分类,基于区域降水量对历史水文地质数据进行四次分类;

5、s3:任意选取两个区域三维坐标、区域地貌、区域地貌三维坐标y轴和区域降水量相同的第一等水位线数据,其中,一个第一等水位线数据作为输入值,另一个第一等水位线数据作为输出值,任意选取两个区域三维坐标、区域地貌、区域地貌三维坐标x轴和区域降水量相同的第二等水位线数据,其中,一个第二等水位线数据作为输入值,另一个第二等水位线数据作为输出值,任意选取两个区域三维坐标相邻、区域地貌不同、区域地貌三维坐标y轴相同和区域降水量相同的第三水位线数据,其中,一个第三等水位线数据作为输入值,另一个第三等水位线数据作为输出值,任意选取两个区域三维坐标相同、区域地貌相同、区域地貌三维坐标相同和区域降水量不同的第四等水位线数据,其中,一个第四等水位线数据作为输入值,另一个第四等水位线数据作为输出值,多次输入输出训练基于横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异预测等水位线的多输入多输出等水位线预测模型,直至收敛;

6、s4:采集目标区域地貌、目标区域地貌各位置三维坐标、目标区域降水量和目标区域地貌流速,采集目标区域邻近已有等水位线数据的区域地貌、区域地貌特定位置三维坐标、区域降水量和该区域地貌特定位置的等水位线数据;

7、s5:基于目标区域地貌、目标区域地貌各位置三维坐标、目标区域降水量、已有等水位线数据的区域地貌、已有等水位线数据的区域地貌特定位置三维坐标和已有等水位线数据的区域降水量,分别计算出目标区域地貌各位置与已有等水位线数据的区域地貌特定位置间的横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异;

8、s6:目标区域的水文地质参数区域划分时,多输入多输出等水位线预测模型基于已有等水位线数据的区域地貌特定位置的等水位线数据及目标区域地貌各位置与已有等水位线数据的区域地貌特定位置间的横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异计算出目标区域的等水位线,基于目标区域的等水位线计算出目标区域的水力梯度,基于目标区域的水力梯度和目标区域地貌的水力流速计算出目标区域的渗透系数,基于目标区域的渗透系数和渗透系数划分规则对目标区域的水文地质参数区域进行划分。

9、进一步的,所述步骤s2中,对历史水文地质数据进行一次分类,需要对历史水文地质数据进行预处理,预处理包括对历史水文地质数据进行数据清洗和数据转换,以去除缺失及冗余的历史水文地质数据和使历史水文地质数据方便进行一次分类。

10、进一步的,所述步骤s4中,目标区域地貌、目标区域地貌各位置三维坐标和目标区域地貌流速及目标区域邻近已有等水位线数据的区域地貌、区域地貌特定位置三维坐标和该区域地貌特定位置的等水位线数据的采集可通过国家地理测绘信息局沟通采集,目标区域降水量和目标区域邻近已有等水位线数据的区域降水量的采集可通过国家气象局沟通采集。

11、进一步的,所述步骤s6中,基于目标区域的等水位线计算出目标区域的水力梯度的公式为:

12、i=δh/l

13、式中:i表示为水力梯度,δh表示为两点等水位线间的水位高程差,l表示为两点等水位线间的水平距离。

14、进一步的,所述步骤s6中,基于目标区域的水力梯度和目标区域地貌的水力流速计算出目标区域的渗透系数的公式为:

15、

16、式中:k表示为渗透系数,q表示为目标区域地貌流速,i表示为水力梯度。

17、进一步的,所述步骤s6中,渗透系数划分规则是由专业人员进行预先设置。

18、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

19、本发明通过历史水文地质数据训练出基于横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异预测等水位线的多输入多输出等水位线预测模型,在对目标区域的水文地质参数区域进行划分时,仅需要通过国家地理测绘信息局和国家气象局采集目标区域相应数据,即可通过多输入多输出等水位线预测模型预测出目标区域的等水位线数据,再基于目标区域的等水位线数据计算出目标区域的水力梯度,再基于目标区域的水力梯度和目标区域地貌的水力流速计算出目标区域的渗透系数,后基于目标区域的渗透系数和渗透系数划分规则对目标区域的水文地质参数区域进行划分,该方法较现有技术而言,只需要采集已有数据即可对目标区域的水文地质参数区域进行划分,全程无需工作人员对目标区域进行任何外出采集,提高了水文地质参数区域划分时的使用便捷程度。



技术特征:

1.一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于:所述步骤s2中,对历史水文地质数据进行一次分类,需要对历史水文地质数据进行预处理,预处理包括对历史水文地质数据进行数据清洗和数据转换,以去除缺失及冗余的历史水文地质数据和使历史水文地质数据方便进行一次分类。

3.根据权利要求1所述的一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于:所述步骤s4中,目标区域地貌、目标区域地貌各位置三维坐标和目标区域地貌流速及目标区域邻近已有等水位线数据的区域地貌、区域地貌特定位置三维坐标和该区域地貌特定位置的等水位线数据的采集可通过国家地理测绘信息局沟通采集,目标区域降水量和目标区域邻近已有等水位线数据的区域降水量的采集可通过国家气象局沟通采集。

4.根据权利要求1所述的一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于:所述步骤s6中,基于目标区域的等水位线计算出目标区域的水力梯度的公式为:

5.根据权利要求1所述的一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于:所述步骤s6中,基于目标区域的水力梯度和目标区域地貌的水力流速计算出目标区域的渗透系数的公式为:

6.根据权利要求1所述的一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,其特征在于:所述步骤s6中,渗透系数划分规则是由专业人员进行预先设置。


技术总结
本发明公开了一种基于等水位线划分水文地质参数区域的方法,属于数据处理技术领域,包括以下步骤:S1:历史水文地质数据采集;S2:历史水文地质数据分类;S3:训练基于横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异预测等水位线的多输入多输出等水位线预测模型,直至收敛;S4:目标区域及邻近已有等水位线数据区域的水文地质数据采集;S5:目标区域及邻近已有等水位线数据区域的横向距离、纵向距离、地貌差异和降水量差异计算;S6:目标区域水文地质参数区域划分;本发明只需要采集已有数据即可对目标区域的水文地质参数区域进行划分,全程无需工作人员对目标区域进行任何外出采集,提高了水文地质参数区域划分时的使用便捷程度。

技术研发人员:王伟星,张锐锐,敖文龙,卢薇艳,张国群,颜建东
受保护的技术使用者:深圳市地质局
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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