一種超級多模集成應用的水文預警預報系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉屬于水文預警預報與計算機結合的技術領域，尤其涉及一種基于超級多模集成應用的水文預警預報系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有水文預警預報技術通常采用單一模型方法進行洪水模擬預報等，然而，實際情況是對于某個流域的洪水預報，很難確定選擇哪一種模型進行預報。采用單一模型方法時，如果選擇的模型不適用，那么模型預測結果往往不夠準確，效果不佳。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超級多模集成應用的水文預警預報系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術中存在的前述問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種超級多模集成應用的水文預警預報系統(tǒng)，包括:
[0005]統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺模塊，用于對不同的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，使其符合使用的規(guī)范和要求；
[0006]接口集成模塊，用于接收所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺模塊輸出的處理成組的數(shù)據(jù)，并將其封裝成組件，同時，將水文預警預報模型按照其結構拆分成相對獨立的模塊，并將該模塊封裝成組件；
[0007]模型耦合模塊，用于將各個所述組件組裝成模型，并采用模型進行多方案預報；
[0008]方案比選模塊，用于將所述模型耦合模塊中輸出的多個方案進行對比和優(yōu)選，以確定最終參考的預報方案。
[0009]進一步的，還包括成果展示發(fā)布模塊，用于將預報方案進行二三維一體化的集成展示發(fā)布。
[0010]進一步的，所述方案比選模塊包括多模水文預警預報評價指標體系子模塊和多模水文預警預報方案制作子模塊，
[0011]所述多模水文預警預報評價指標體系子模塊用于通過參數(shù)確定性系數(shù)、洪水預報合格率、降雨量相似度、前期影響雨量相似度和降雨歷時相似度五個指標評價模型預報結果的可信度；
[0012]所述多模水文預警預報方案制作子模塊用于進行預報方案的制作。
[0013]進一步的，統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺模塊中所統(tǒng)一處理的數(shù)據(jù)包括以下數(shù)據(jù)中的至少一項數(shù)據(jù):水文數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)和植被數(shù)據(jù)，所述水文數(shù)據(jù)包括降雨數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、蒸發(fā)數(shù)據(jù)、徑流數(shù)據(jù)、歷史流量、流域數(shù)據(jù)和斷面數(shù)據(jù)。
[0014]進一步的，所述接口集成模塊中具有統(tǒng)一的輸入、輸出和統(tǒng)一的接口。
[0015]進一步的，所述接口集成模塊中包括以下組件中的至少一個組件:蒸散發(fā)組件、產流組件、水源劃分組件、流域匯流組件、坡地匯流組件、河道匯流組件、流域產匯流組件、退水組件、參數(shù)估計組件和精度評定組件。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種超級多模集成應用的水文預警預報方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0017]SI，對數(shù)據(jù)進行集成處理，使其符合組件集成使用的規(guī)范和要求；
[0018]S2，將步驟SI經(jīng)過集成處理后得到的數(shù)據(jù)，按照組件的構架需要，封裝為至少一個組件；
[0019]S3，將步驟S2中得到的所述組件，按照模型的結構要求，分別進行搭建得到至少一個水文預警預報模型，所述水文預警預報模型分別運行得出相應的水文預警預報結果；
[0020]S4，將步驟S3中多模型集成得到的所述水文預警預報結果進行方案對比和優(yōu)選，得到最終的預報方案；
[0021]進一步的，在步驟S4之后還包括:
[0022]S5，對步驟S4中得到的所述預報結果進行發(fā)布。
[0023]具體的，步驟S4為:
[0024]S41，對于各個單個模型水文預報結果，采用參數(shù)確定性系數(shù)、洪水預報合格率、降雨量相似度、前期影響雨量相似度和降雨歷時相似度五個指標進行評價，得到各個所述模型的評價數(shù)值；
[0025]S42，采用所述五個指標評價數(shù)值的加權值之和作為所述水文預警預報結果的可信度值；
[0026]S43，比較所述可信度值，所述可信度值最大的所述水文預警預報結果為所述最終的預報方案。
[0027]更具體的，步驟S43還包括，
[0028]選取所述水文預警預報結果的特征值，并且，采取所述特征值的區(qū)間作為所述最終的預報方案。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:提供一種基于多模型集成應用的水文預警預報系統(tǒng)和方法，對于不同流域、不同河道及不同斷面可快速實現(xiàn)多模型的綜合集成預報，能有效的提高整體預警預報能力，特別是對洪水期流量較大的情況下的預測精度有顯著的提高。
[0030]本發(fā)明實現(xiàn)了在多模型超級集合模擬的基礎上進行流域信息成果可視化展示應用并實現(xiàn)二三維一體化的集成展示，提高預警預報處理效率，及成果展示的準確度，為同一流域提供多方案預報的優(yōu)選，從而更有利于領導層快速、科學地做出決策。并依托研發(fā)流域多模數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)水文預報預警系統(tǒng)輸入接口研發(fā)，并通過統(tǒng)一的成果庫，實現(xiàn)預報預警數(shù)據(jù)的準確性和靈活性。為相關部門正確判斷流域水環(huán)境形勢，科學制定流域水環(huán)境保護的政策和規(guī)劃，提高流域水環(huán)境監(jiān)管和處理水平，保障流域水環(huán)境安全等提供有效支持。
[0031]相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明方法簡單有效，不僅可以準確估算出各模型的洪峰傳播時間，還有利于幫助準確確定各模型輸入，最終的水文預警預報精度比較理想。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一種基于多模型集成應用的水文預警預報系統(tǒng)的組成簡圖；
[0033]圖2是本發(fā)明一種基于多模型集成應用的水文預警預報系統(tǒng)中方案比選模塊的組成簡圖；
[0034]圖3是本發(fā)明系統(tǒng)一種實施例的組成框架圖；
[0035]圖4是本發(fā)明系統(tǒng)一種實施例的模型模擬流程示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]本發(fā)明的基于超級多模集成水文預警預報方法，首先對不同的水文數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤參數(shù)、植被參數(shù)等進行統(tǒng)一處理，使其符合模型使用的規(guī)范和要求，其中的水文數(shù)據(jù)包括降雨數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、蒸發(fā)數(shù)據(jù)、徑流數(shù)據(jù)、歷史流量的基本資料，然后將處理后的水文數(shù)據(jù)通過模型接口輸入給模型，建立包含多個子模型的水文預警預報超級集合模型;然后利用所建立的水文預警預報超級集合模型進行洪水預報;最后，將各個模型預報結果進行統(tǒng)一化，通過多模集成水文預警預報評價指標體系進行各個方案的對比和優(yōu)選，選擇最佳的參考預報方案，并將最終的方案成果進行發(fā)布，具體包括以下步驟:
[0038]步驟1、采用超級多模數(shù)據(jù)共享平臺模塊對歷史或實時的水文等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，使其符合組件集成使用的規(guī)范和要求；
[0039]步驟2、將步驟I經(jīng)過數(shù)據(jù)集成處理后得到的數(shù)據(jù)輸入集成接口單元，在該單元內按照組件的構架需要，封裝為多個組件，包括蒸散發(fā)組件、產流組件、水源劃分組件、坡地匯流、流域匯流組件、河道匯流組件、流域產匯流組件、退水組件、參數(shù)估計組件和精度評定組件，并將經(jīng)過封裝業(yè)務處理后的數(shù)據(jù)輸出；
[0040]步驟3、將步驟2中得到的若干個組件輸入到模型耦合單元中，按照模型的結構要求，分別進行搭建得到多個水文預警預報模型，每個模型按照自己的運行得出相應的水文預警預報結果；
[0041]步驟4、將步驟3中多模型集成得到的多個水文預警預報結果在系統(tǒng)中進行統(tǒng)一化處理，采用超級多模水文預警預報評價指標體系得到最終的預報結果，采用超級多模水文預警預報方案制作方法得到最終的預報方案；
[0042]步驟5、將步驟4的結果輸入到發(fā)布模塊單元進行水文預警預報成果發(fā)布。
[0043]如圖3，本發(fā)明超級多模集成水文預警預報系統(tǒng)的結構包括從下到上依次連接的五個模塊單元，即統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺、接口集成、模型耦合、方案比選和成果展示發(fā)布。其中的統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺為本發(fā)明系統(tǒng)的基礎平臺，為接口集成提供各種水文數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤參數(shù)、植被參數(shù)等，接口集成接收數(shù)據(jù)將其封裝成組件與已經(jīng)