一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法及系统与流程

本发明涉及水文模拟，特别涉及一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法及系统。

背景技术：

1、传统的水文子流域划分在多源数据融合阶段，缺乏对数据时空分辨率差异、信噪比不一致和观测覆盖不均衡的针对性处理，导致数据耦合精度偏低，影响子流域边界的准确性；依赖规则驱动或经验公式进行子流域划分，未能充分挖掘各类数据之间的深层特征关联关系，导致在复杂地形或土地覆盖类型变化剧烈的区域，划分结果不稳定；在进行水文响应单元提取过程中，过于依赖静态dem边界剖分，忽略了气象要素变化对子流域水文响应的动态调节作用，限制了系统在实时或预测性场景下的应用能力；系统架构普遍存在计算资源调度不灵活、数据调用效率低下的问题，难以支撑高分辨率、多时相数据在大范围流域场景下的实时处理和快速输出，整体导致子流域划分的自动化、智能化与精细化程度较低，难以满足当前流域精细化管理、水资源调度优化及洪涝灾害预警等场景对高时空精度子流域划分结果的迫切需求。

技术实现思路

1、基于此，本发明有必要提供一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：获取流域遥感数据，并进行土壤侵蚀评估，得到土壤侵蚀数据；根据土壤侵蚀数据识别关键侵蚀子流域，得到关键侵蚀子流域数据；

4、步骤s2：获取流域水文数据，并对关键侵蚀子流域数据进行泥沙输移模拟，得到泥沙输移数据；根据流域水文数据进行子流域划分，得到子流域边界数据；根据子流域边界数据构建分布式流域水文模型；

5、步骤s3：根据分布式流域水文模型进行洪水过程模拟，生成洪水数据；根据关键侵蚀子流域数据进行地貌分区，得到剥蚀坡数据以及堆积坡数据；根据洪水数据对剥蚀坡数据进行坡体滑移分析，得到坡体滑移数据；根据泥沙输移数据对堆积坡数据进行堆积扇扩展分析，得到堆积扇扩展数据；

6、步骤s4：根据坡体滑移数据标记滑移影响范围，得到坡体扰动单元数据；根据堆积扇扩展数据识别沉积终端区域，得到堆积扇控制单元数据；根据坡体扰动单元数据以及堆积扇控制单元数据重构汇流流域路径，得到水文子流域数据。

7、本发明通过获取流域遥感数据并进行土壤侵蚀评估，能够利用遥感信息的广域覆盖特性和时空一致性，实现对大范围区域内土壤侵蚀状况的精确监测，结合分类影像、地表反射率数据、植被覆盖指数（如ndvi）和地形因子等进行多因子叠加分析，提升侵蚀识别的空间分辨率和判别精度，从而高效提取关键侵蚀子流域，为后续重点区域的泥沙输移和水文响应建模提供精准边界支撑。利用遥感数据进行侵蚀识别可以避免传统依赖少量实测点样本的不足，增强侵蚀特征提取的空间完整性。在泥沙输移模拟和子流域划分过程中，融合了流域的水文数据（如降雨量、地表径流、汇流速度等），可基于格网分布结构对泥沙运移路径和过程进行动态模拟，显著提升了对侵蚀与沉积耦合关系的建模能力；同时，结合dem高程数据与流向流量算法进行子流域边界识别，可避免纯几何驱动造成的边界误差，提升边界划分的水动力学一致性，并可与后续水文模型无缝对接；进一步通过分布式建模方式将地形、土地覆盖、土壤类型等异质信息整合进水文系统建模之中，避免传统模型的块状简化误差，增强模型对局部特征变化的响应灵敏度。在地貌分区与坡体分析部分，结合洪水模拟结果，可动态识别不同地貌单元在暴雨过程中的响应特性，依托坡度、高程、洪水剪切应力等因子识别坡体滑移风险区，并进一步提取扰动单元，提升对滑坡区域空间范围的判别能力；同时，堆积扇区域的识别基于泥沙输移路径模拟和堆积体厚度梯度场提取而成，能有效确定沉积扇形结构的边界和主控输移路径，避免因单一地形控制导致的识别偏差。在汇流路径重构过程中，结合坡体扰动边界与堆积扇主控汇流方向信息，能够重新构建真实反映滑移与堆积交互作用后的水文汇流网络，突破静态dem分水线的局限，显著提高划分结果对极端事件响应的适应性；最终形成的水文子流域数据融合了滑移影响区、沉积区、实时洪水路径等多元过程信息，具备更强的地貌水文耦合完整性。

8、优选的，本说明书还提供一种基于多源数据的分布式水文子流域划分系统，用于执行如上所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，该基于多源数据的分布式水文子流域划分系统包括：

9、关键侵蚀子流域识别模块，用于获取流域遥感数据，并进行土壤侵蚀评估，得到土壤侵蚀数据；根据土壤侵蚀数据识别关键侵蚀子流域，得到关键侵蚀子流域数据；

10、分布式流域水文模型构建模块，用于获取流域水文数据，并对关键侵蚀子流域数据进行泥沙输移模拟，得到泥沙输移数据；根据流域水文数据进行子流域划分，得到子流域边界数据；根据子流域边界数据构建分布式流域水文模型；

11、堆积扇扩展分析模块，用于根据分布式流域水文模型进行洪水过程模拟，生成洪水数据；根据关键侵蚀子流域数据进行地貌分区，得到剥蚀坡数据以及堆积坡数据；根据洪水数据对剥蚀坡数据进行坡体滑移分析，得到坡体滑移数据；根据泥沙输移数据对堆积坡数据进行堆积扇扩展分析，得到堆积扇扩展数据；

12、汇流流域路径重构模块，用于根据坡体滑移数据标记滑移影响范围，得到坡体扰动单元数据；根据堆积扇扩展数据识别沉积终端区域，得到堆积扇控制单元数据；根据坡体扰动单元数据以及堆积扇控制单元数据重构汇流流域路径，得到水文子流域数据。

13、本发明的基于多源数据的分布式水文子流域划分系统，该系统能够实现本发明任意一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，用于联合各个模块之间的操作与信号传输的媒介，以完成基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，系统内部模块互相协作，提高子流域划分的精度与动态响应率。

1.一种基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s1具体为：

3.根据权利要求2所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s16具体为：

4.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s2具体为：

5.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s3中洪水过程模拟具体为：

6.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s3中地貌分区具体为：

7.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s3中坡体滑移分析具体为：

8.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s3中堆积扇扩展分析具体为：

9.根据权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，其特征在于，步骤s4具体为：

10.一种基于多源数据的分布式水文子流域划分系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的基于多源数据的分布式水文子流域划分方法，该基于多源数据的分布式水文子流域划分系统包括：