基于云計算的水文模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水文模擬技術領域，尤其涉及一種基于云計算的水文模擬系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]水文學是關于地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)、運動等變化規(guī)律。而流域水文模擬和預測是水文學研究的主要內容之一，也是相關交叉學科的研究基礎，具有重要的理論價值，且在山洪預警、區(qū)域水資源量估算等生產(chǎn)實踐中具有重要的應用價值。
[0003]如今，流域水文模擬和預報是基于水文模型系統(tǒng)進行的，然而水文模型經(jīng)歷了從“黑箱”模型，到概念性的集總式模型，再到分布式模型的發(fā)展，但其計算都是在一臺主機上進行的，數(shù)據(jù)前后處理、結果圖表展示等步驟都需要人工完成，并且參數(shù)也需要手動或自動率定，不僅需要耗費大量人工工作量，且模擬精度較低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種基于云計算的水文模擬系統(tǒng)，能夠通過云計算節(jié)約本地計算資源購置成本，降低普遍用戶使用復雜水文模型的工作量，可有效提高先進水文模擬技術的推廣應用效率。同時，最大限度減少不同用戶的重復工作，有效提升實際工作中水文預報的精度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例的基于云計算的水文模擬系統(tǒng)，包括:模擬區(qū)域定義模塊，所述模擬區(qū)域定義模塊用于根據(jù)用戶需要計算的水文站點在地圖上劃出的區(qū)域范圍提取流域范圍；模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊，所述模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊用于根據(jù)所述模擬區(qū)域定義模塊提取的所述流域范圍從預先存儲在云端中的數(shù)據(jù)庫中提取模型驅動數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)，并生成模型計算所需輸入文件與模型運算參數(shù)集;模型計算引擎模塊，所述模型計算引擎模塊用于調用水文模型對所述模型驅動數(shù)據(jù)和所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行率定，并根據(jù)所述模型計算所需輸入文件，在所述云端中計算出相應的結果；以及，結果展示和共享模塊，所述結果展示和共享模塊用于根據(jù)所述模型計算引擎模塊計算的所述結果生成相應的圖表，并將所述模型驅動數(shù)據(jù)和所述參數(shù)數(shù)據(jù)的率定等結果共享至所述云端中的數(shù)據(jù)庫，以及更新所述數(shù)據(jù)庫中的相應數(shù)據(jù)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的基于云計算的水文模擬系統(tǒng)，通過模擬區(qū)域定義模塊提取用戶需要計算的水文站點在地圖上劃出的區(qū)域范圍內的流域范圍，并通過模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊將模擬區(qū)域定義模塊提取的流域范圍從預先存儲在云端中的數(shù)據(jù)庫中提取模型驅動數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)，并生成模型計算所需輸入文件與模型運算參數(shù)集，而后模型計算引擎模塊通過調用水文模型對模型驅動數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)進行率定，并根據(jù)模型計算所需輸入文件，并在云端中計算出相應的結果，最后結果展示和共享模塊根據(jù)用于根據(jù)模型計算引擎模塊計算的結果生成相應的圖表，并將模型驅動數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)的率定等結果共享至云端中的數(shù)據(jù)庫，以及更新數(shù)據(jù)庫中的相應數(shù)據(jù)。因此，該系統(tǒng)能夠通過云計算節(jié)約本地計算資源購置成本，降低普遍用戶使用復雜水文模型的工作量，可有效提高先進水文模擬技術的推廣應用效率。同時，通過非隱私數(shù)據(jù)和率定參數(shù)在云系統(tǒng)的共享，最大限度減少不同用戶的重復工作，有效提升實際工作中水文預報的精度。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述基于云計算的水文模擬系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術特征:
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述模型運算參數(shù)集是從存儲在所述云端中的數(shù)據(jù)庫中的模型計算所需的參數(shù)中獲取的。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述參數(shù)數(shù)據(jù)包括土壤數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)，降水、氣溫、蒸散發(fā)等氣象數(shù)據(jù)以及歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)等數(shù)據(jù)。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述圖表包括累計水量平衡檢驗圖、季節(jié)性徑流成分變化圖、季節(jié)性水量平衡圖等圖表。
[0012]本發(fā)明附加的方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于云計算的水文模擬系統(tǒng)的方框示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0015]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基于云計算的水文模擬系統(tǒng)。
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于云計算的水文模擬系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該基于云計算的水文模擬系統(tǒng)包括:模擬區(qū)域定義模塊100、模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊200、模型計算引擎模塊300和結果展示和共享模塊400。
[0017]其中，模擬區(qū)域定義模塊100，用于根據(jù)用戶需要計算的水文站點在地圖上劃出的區(qū)域范圍提取流域范圍。
[0018]在具體的實施例中，例如:用戶根據(jù)自己需要計算的水文站點，在網(wǎng)站中的地圖上劃出矩形的區(qū)域范圍，而后系統(tǒng)在云端劃分出計算所需要的流域范圍，無需繁雜的人工操作，就可得到流域范圍，從而提高效率，節(jié)約資源。
[0019]模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊200，用于根據(jù)模擬區(qū)域定義模塊100提取的流域范圍從預先存儲在云端中的數(shù)據(jù)庫中提取模型驅動數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)，并生成模型計算所需輸入文件與模型運算參數(shù)集。其中，模型計算所需輸入文件可為多個，模型運算參數(shù)可以是從存儲在云端中的數(shù)據(jù)庫中的模型計算所需的參數(shù)中獲取的。
[0020]在本發(fā)明的實施例中，預先存儲在云端中的數(shù)據(jù)庫中的模型運算所需的數(shù)據(jù)可以是水文模型模擬的初始化參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0021]其中，在本發(fā)明的一個實施例中，參數(shù)數(shù)據(jù)可包括土壤數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)，降水、氣溫、蒸散發(fā)等氣象數(shù)據(jù)以及歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)等數(shù)據(jù)。
[0022]具體而言，模型參數(shù)和驅動數(shù)據(jù)庫模塊200根據(jù)預設置的接口，接收模擬區(qū)域定義模塊100提取的流域范圍，并根據(jù)上述流域范圍從預先存儲在云端中的模型運算所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中提取模型驅動數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶需求和提取的數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動生成相關的模型計算所需輸入文件與模型運算參數(shù)集。該方式實現(xiàn)了人機“協(xié)作”，可自動完成數(shù)據(jù)前后的處理工作，從而大大減少人工工作量。
[0023]模型計算引擎模塊300，用于調用水文模型對模型驅動數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)進行率定，并根據(jù)模型計算所需輸入文件，在云端中計算出相應的結果。
[0024]在本發(fā)明的實施例中，通過模型計算引擎模塊300預設置的接口連接云端中的模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫，并對從預先存儲在云端中的模型