CN105678427A - 一种基于gis的城市雨水管网密度计算方法 - Google Patents

一种基于gis的城市雨水管网密度计算方法 Download PDF

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黄敏敏
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Abstract

本发明公开了一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法，该计算方法根据城市雨水管网空间分布与道路空间分布密切相关的特点，对雨水管网密度和道路密度进行相关性分析，建立道路密度与雨水管网密度回归分析模型，利用该模型计算雨水管网数据缺失地区的雨水管网密度值。本发明避免了传统方法的局限性，提高了方法的合理性和使用性。

Description

一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法
技术领域
本发明公开了一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法，属于城市暴雨积涝灾害监测预警、风险区划技术领域。
背景技术
雨水管网密度是指对城市按照一定边长进行网格划分后，单位网格内的雨水管网的长度值。在城市暴雨洪涝灾害风险分析中，雨水管网密度是评价暴雨洪涝灾害孕灾环境敏感性的重要指标，反映了评价区域发生内涝积水的难易程度。由于城市雨水管网分布错综复杂，深埋于地下，增加了测量人员对其进行测量的难度，因此在城市暴雨积涝风险区划评价中，缺乏雨水管网数据是普遍现象，传统方法是利用类比法，即通过对比同类地区雨水管网密度来确定研究区雨水管网密度，这种方法属于估算方法，准确率低，导致城市暴雨积涝灾害风险评价不准确或与实际情况不符合。在实际城市建设中，雨水管道布设基本是沿着城市道路进行布设，而道路数据较容易获得，因此可以根据区域的道路密度与雨水管网密度相关性特点，利用已知的道路数据计算缺失雨水管网数据区域的雨水管网密度。
发明内容
本发明的目的在于为了避免传统雨水管网缺失地区雨水管网密度计算方法的局限性，提供一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法,该方法根据城市雨水管网分布与道路密集程度密切相关的特点，对道路密度和雨水管网密度进行相关性分析，建立回归方程，利用该方程推算缺失管网数据地区的雨水管网密度值。
本发明采用的技术方案为：一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法，包括如下步骤：
a、对研究城市所在区域进行研究样区划分(划分方法为利用遥感影像进行划分，不属于本发明范围)；
b、利用GIS软件中的叠加分析功能，对道路线数据集和网格区域面数据集进行求交分析，并结合GIS软件中的SQL查询功能，对求交分析后的结果数据集进行查询分析，获得单位网格内的道路线总长度(网格划分采用GIS软件功能完成)，即道路密度，同理，可以求得单位网格内的雨水管网线总长度，即管网密度；
c、利用GIS软件中的数据集追加列功能，将查询分析出来的道路密度数据及管网密度数据赋予给网格区域面数据集；
d、利用GIS软件中的数据导出功能，把各样区的道路密度和管网密度数据导出到Excel表格，并在Excel软件中分别对各区的道路密度和管网密度数据进行合理性分析和判断，剔除异常值，再对进行合理性分析后的道路密度和管网密度数据进行相关性分析，建立回归方程；
e、把各样区的回归方程模型应用到管网数据缺失区，通过已有合理的道路密度数据，计算出缺失的管网密度值，并赋予给相应的网格单元。
本发明的有益效果：
传统方法中，是通过对比同类地区雨水管网密度来确定研究区雨水管网密度，而实际情况中，城市雨水管网的分布与道路分布、建筑物分布密切相关，所以在该技术方案中，根据城市雨水管网分布与道路密集程度密切相关的特点，对两者进行相关分析，建立回归方程，通过已有合理的道路密度数据，计算出缺失的雨水管网密度值，该技术方案避免了传统方法的局限性，提高了方法的合理性和使用性。
附图说明
图1为基于GIS的城市雨水管网密度计算方法技术流程图；
图2至图4为实例中主城区、副城区、郊区的相关性分析散点图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
以某研究城市为例，一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法的技术流程如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤1、对该研究城市进行研究样区划分，划分为主城区、副城区和郊区；
步骤2、利用GIS软件将研究区域划分为500*500网格，利用GIS叠加分析功能，对道路线数据集和网格区域面数据集进行求交分析，并结合GIS软件中的SQL查询功能，对求交分析后的结果数据集进行查询分析，获得单位网格内的道路线总长度，即道路密度，如表1所示(局部数据，单位m)，为查询出来的道路密度值，同理，可以求得单位网格内的雨水管网线总长度，即管网密度；
表1.查询分析出来的道路密度值
网格ID 道路密度值
1 217.57
2 1467.73
3 568.43
4 1246.32
... …
… …
步骤3、利用GIS软件中的数据集追加列功能，把查询分析出来的道路密度数据及管网密度数据赋予给网格区域面数据集，如表2所示(局部数据，单位m)，为数据追加成功后的网格中对应的道路密度和管网密度数据；
表2.网格中对应的道路密度和管网密度数据
网格ID 道路密度值 管网密度值
1 217.57 1163.69
2 1467.73 1525.31
3 568.43 695.26
4 1246.32 985.23
... ... ...
... ... ...
步骤4、利用GIS软件中的数据导出功能，把各样区的道路密度和管网密度数据导出到Excel表格，并在Excel软件中分别对各区的道路密度和管网密度数据进行合理性分析和判断，剔除异常值，再对进行合理性分析后的道路密度和管网密度数据进行相关性分析，建立回归方程，如图2至图4所示，分别为研究城市主城区、副城区、郊区的相关性分析散点图；
步骤5、把各样区的回归方程模型应用到管网数据缺失区，通过已有合理的道路密度数据，计算出缺失的管网密度值，并赋予给相应的网格单元；
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种基于GIS的城市雨水管网密度计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、对研究城市所在区域进行研究样区划分；
b、利用GIS软件中的叠加分析功能，对道路线数据集和网格区域面数据集进行求交分析，并结合GIS软件中的SQL查询功能，对求交分析后的结果数据集进行查询分析，获得单位网格内的道路线总长度，即道路密度，同理，可以求得单位网格内的雨水管网线总长度，即管网密度；
c、利用GIS软件中的数据集追加列功能，将查询分析出来的道路密度数据及管网密度数据赋予给网格区域面数据集；
d、利用GIS软件中的数据导出功能，把各样区的道路密度和管网密度数据导出到Excel表格，并在Excel软件中分别对各区的道路密度和管网密度数据进行合理性分析和判断，剔除异常值，再对进行合理性分析后的道路密度和管网密度数据进行相关性分析，建立回归方程；
e、把各样区的回归方程模型应用到管网数据缺失区，通过已有合理的道路密度数据，计算出缺失的管网密度值，并赋予给相应的网格单元。
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