水文参数计算模型构建和雨洪过程分析方法、装置及设备与流程

本发明涉及雨洪预测，具体涉及水文参数计算模型构建和雨洪过程分析方法、装置及设备。

背景技术：

1、气候异常变化，出现强降雨时，可能会导致的突发性洪水，造成经济损失。因此，基于历史的降雨洪水数据，对未来一段时间的降雨和洪水进行预测，基于预测结果可以给出防洪建议，对保证人们的生命财产具有重要意义。目前，洪水预测的主要方法是通过构建水文模型，对降雨带来的洪水过程进行预测和分析。

2、水文模型参数是否准确会对洪水过程的预测结果的准确性产生较大的影响。现有的水文模型参数率定方案一般是基于历史降雨洪水过程对水文模型进行参数率定，得到率定参数后的水文模型。率定参数后的水文模型对于区域范围内的相关参数，比如土壤参数、河流参数等设定是固定的，如果流域较大，不同区域的相关参数是不同的，在一年中不同时期，相关参数也是不同的，因此，基于历史降雨洪水数据给水文模型设置固定的相关参数，会导致洪水过程预测结果不够准确，因此，亟需提出一种新的水文参数计算方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种水文参数计算模型构建和雨洪过程分析方法、装置及设备，以解决基于历史降雨洪水数据率定水文模型的相关参数，得到的模型参数与不准确的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种水文参数计算模型构建方法，包括：获取目标区域内的多个降雨过程的时序数据以及各降雨过程分别对应的洪水过程；确定目标区域内不同的洪水过程中分别对应n个分区的物理参数，目标区域内包括m个分区，其中，m≥n；将各降雨过程的时序数据与对应洪水过程中n个分区的物理参数进行关联，得到关联数据集；利用关联数据集对预设模型进行训练，直至满足模型精度，得到水文参数计算模型。

3、本发明提供的水文参数计算模型构建方法，通过获取目标区域内的多个降雨过程的时序数据和各降雨过程分别对应的洪水过程，并确定不同的洪水过程中所在n个区域的物理参数，利用多个降雨过程的时序数据以及对应洪水过程中n个分区的物理参数的关联数据集对预设模型进行训练，得到水文参数计算模型。利用本发明提供的水文参数计算模型构建方法构建得到的水文参数计算模型，确定了降雨过程的时序数据与对应洪水过程所在的区域的物理参数之间的相关关系，后续可利用该模型计算任一降雨过程对应洪水过程中n个分区的物理参数，得到的物理参数考虑了时间和空间对水文模型相关物理参数的影响，得到的水文模型的相关物理参数更符合实际情况。

4、在一种可选的实施方式中，获取目标区域内的多个降雨过程的时序数据以及各降雨过程分别对应的洪水过程的步骤，包括：获取目标区域内多个第一降雨过程的时序数据以及多个第一降雨过程对应的洪水过程；对多个第一降雨过程的时序数据进行数据扩充，得到多个降雨过程的时序数据；对多个第一降雨过程对应的洪水过程进行数据扩充，得到各降雨过程分别对应的洪水过程。

5、本可选实施方式提供的方法，通过对多个第一降雨过程时序数据和对应的洪水过程进行数据扩充，使得模型数据集的数据更为完整丰富。

6、在一种可选的实施方式中，确定目标区域内不同的洪水过程中分别对应n个分区的物理参数的步骤，包括：基于多个第一降雨过程对应的洪水过程确定各第一降雨过程对应洪水过程中的n个分区信息；基于各第一降雨过程对应洪水过程中的n个分区信息确定对应洪水过程中n个分区的物理参数；对各洪水过程中n个分区的物理参数进行数据扩充操作，得到目标区域内不同的洪水过程中分别对应n个分区的物理参数。

7、本可选实施方式提供的方法，通过对各洪水过程中n个分区的物理参数进行数据扩充操作，可以使得模型的训练数据更为完整丰富。

8、在一种可选的实施方式中，基于多个第一降雨过程对应的洪水过程确定各第一降雨过程对应洪水过程中的n个分区信息的步骤，包括：获取目标区域的地理信息；根据目标区域的地理信息将目标区域划分为m个分区；基于m个分区以及多个第一降雨过程对应的洪水过程确定各第一降雨过程对应洪水过程中的n个分区信息。

9、在一种可选的实施方式中，多个第一降雨过程对应的洪水过程通过如下步骤获取：获取多个第一降雨过程对应的原始洪水过程；基于对不同第一降雨过程对应的原始洪水过程进行修正，得到多个第一降雨对应的洪水过程。

10、本可选实施方式提供的方法，通过对原始洪水过程进行修正，使得模型训练数据中的洪水过程与实际情况更相近。

11、在一种可选的实施方式中，基于对不同第一降雨过程对应的原始洪水过程进行修正，得到多个第一降雨对应的洪水过程的步骤，包括：获取目标区域内流域径流变化的突变点信息；基于突变点信息确定引起径流突变的至少一个关键驱动因子；利用预设归因方法确定每个关键驱动因子对流域内径流变化的径流影响量；基于径流影响量对不同第一降雨过程对应的原始洪水过程进行修正，得到多个第一降雨对应的洪水过程。

12、本可选实施方式提供的方法，通过目标区域内流域径流变化的突变点信息，基于突变点信息确定引起径流突变的至少一个关键驱动因子，确定每个关键驱动因子对流域内径流变化的径流影响量，并基于径流影响量对不同第一降雨过程对应的原始洪水过程进行修正，得到多个第一降雨对应的洪水过程，保证了后续确定的不同的洪水过程中分别对应n个分区的物理参数的准确性。

13、在一种可选的实施方式中，该方法还包括：获取目标降雨过程的时序数据以及对应的第一洪水过程数据；将目标降雨过程的时序数据输入到水文参数计算模型，使得水文参数计算模型输出对应n个分区的物理参数信息；将目标雨洪过程数据以及n个分区的物理参数信息输入到水文模型中，使得水文模型输出第二洪水过程数据；将第一洪水过程数据与第二洪水过程数据进行比对，得到比对结果；基于比对结果对水文参数计算模型的计算精度进行验证。

14、本可选实施方式提供的方法，通过对水文参数计算模型的计算精度进行验证，便于确定水文参数计算模型的计算结果是否准确。

15、第二方面，本发明提供了一种雨洪过程分析方法，该方法包括：获取待分析的第二降雨过程的时序数据；将第二降雨过程的时序数据输入到水文参数计算模型中，使得水文参数计算模型输出第二降雨过程的时序数据对应n个分区的物理参数，水文参数计算模型通过如第一方面或其对应的任一实施方式的水文参数计算模型构建方法构建得到；将第二降雨过程的时序数据以及对应n个分区的物理参数信息输入到水文模型中，使得水文模型输出第二降雨过程的时序数据对应的洪水过程数据。

16、本发明提供的雨洪过程分析方法，利用水文参数计算模型计算第二降雨过程的时序数据对应n个分区的物理参数，计算得到的物理参数考虑了时间和空间对水文模型相关物理参数的影响，得到的水文模型的相关物理参数更符合实际情况，利用计算得到的物理参数进行雨洪分析，得到的洪水过程数据更为准确。

17、第三方面，本发明提供了一种水文参数计算模型构建装置，该装置包括：

18、第一获取模块，用于获取目标区域内的多个降雨过程的时序数据以及各降雨过程分别对应的洪水过程；

19、第一确定模块，用于确定目标区域内不同的洪水过程中分别对应n个分区的物理参数，目标区域内包括m个分区，其中，m≥n；

20、关联模块，用于将各降雨过程的时序数据与对应洪水过程中n个分区的物理参数进行关联，得到关联数据集；

21、训练模块，用于利用关联数据集对预设模型进行训练，直至满足模型精度，得到水文参数计算模型。

22、第四方面，本发明提供了一种雨洪过程分析装置，该装置包括：第二获取模块，用于获取待分析的第二降雨过程的时序数据；第一计算模块，用于将第二降雨过程的时序数据输入到水文参数计算模型中，使得水文参数计算模型输出第二降雨过程的时序数据对应n个分区的物理参数，水文参数计算模型通过如第一方面或其对应的任一实施方式的水文参数计算模型构建方法构建得到；第二确定模块，用于将第二降雨过程的时序数据以及对应n个分区的物理参数信息输入到水文模型中，使得水文模型输出第二降雨过程的时序数据对应的洪水过程数据。

23、第五方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的水文参数计算模型构建方法，或执行上述第二方面的雨洪过程分析方法。

24、第六方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的水文参数计算模型构建方法，或执行上述第二方面的雨洪过程分析方法。