CN110543660B - 一种低冲击开发模拟方法、系统及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请所提供的一种低冲击开发模拟方法，包括：获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；根据地理条件信息及空间规划要求，确定各个目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；基于内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个目标地块的低冲击布设优先等级；依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。该方法综合考量了各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，能够提高海绵城市建设的合理性和有效性。本申请还提供一种低冲击开发模拟系统、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种低冲击开发模拟方法、系统及相关装置

技术领域

本申请涉及低冲击开发模拟领域，特别涉及一种低冲击开发模拟方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

城市内涝是许多国家现代化建设面临的重大难题之一。近年来，随着气候化和城市化的双重影响，暴雨产生的内涝灾损和水环境污染问题日益严重。针对上述问题，我国逐步推进和完善海绵城市建设。以低冲击开发(LID)为代表的雨水管理策略是海绵城市建设的重大途径之一，通过分散和小规模的源头控制机制和设计技术，实现对雨水径流的管理和调控。在2015-2016年之间，我国先后建立30个海绵化试点城市。然而，投资虽高，但是效果却不如预期，仅在2017年就有三分之二的城市再次遭遇严重的洪涝灾害，说明海绵城市建设仍需要科学的规划指引。

海绵规划包括低冲击措施选择和布局优化，制约因素多、涉及面广，是海绵城市建设最关键也是必须首先考虑的环节，具有重要的科学和社会经济意义。传统的低冲击开发模拟方法缺乏对低冲击布设的指标分解、布局和优化研究，因而缺乏自上而下的协调分析，容易导致海绵措施在地块内的盲目规划和主观布设，造成重复建设、条块分割、低效粗放的问题，无法实现资源的优化配置。此外，传统的低冲击开发模拟方法很少综合考量多种影响因素，导致建设的海绵城市合理性较差。

因此，如何提高海绵城市低冲击开发的合理性和有效性是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种低冲击开发模拟方法、系统、设备及计算机可读存储介质，能够提高海绵城市低冲击开发的合理性和有效性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种低冲击开发模拟方法，包括：

获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级；

依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。

优选地，所述依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整，包括：

在建立多目标优化模型后，利用所述遗传算法对所述多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；

根据所述帕累托解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

优选地，所述获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，包括：

获取各个所述目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，所述地形特征信息包括高程和坡度，所述水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，所述水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，所述下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，所述空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。

优选地，所述根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，包括：

在利用地理信息系统确定所述目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对所述致灾因子危险性描述信息和所述承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个所述目标地块的内涝风险等级；

在利用所述地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对所述预设数量的各项水环境污染指标分别进行所述数值特征信息的叠加及所述空间分布信息的叠加，确定各个所述目标地块的水环境污染等级；

在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

本申请还提供一种低冲击开发模拟系统，包括：

信息获取模块，用于获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

指标等级确定模块，用于根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

低冲击布设优先等级确定模块，用于基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级；

优化调整模块，用于依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。

优选地，所述优化调整模块，包括：

帕累托最优解集获取单元，用于在建立多目标优化模型后，利用所述遗传算法对所述多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；

优化配置结果获取单元，用于根据所述帕累托解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

优选地，所述信息获取模块，包括：

信息获取单元，用于获取各个所述目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，所述地形特征信息包括高程和坡度，所述水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，所述水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，所述下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，所述空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。

优选地，所述指标等级确定模块，包括：

内涝风险等级确定单元，用于在利用地理信息系统确定所述目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对所述致灾因子危险性描述信息和所述承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个所述目标地块的内涝风险等级；

水环境污染等级确定单元，用于在利用所述地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对所述预设数量的各项水环境污染指标分别进行所述数值特征信息的叠加及所述空间分布信息的叠加，确定各个所述目标地块的水环境污染等级；

海绵措施布设潜力等级确定单元，用于在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

本申请还提供一种设备，包括：

存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述所述的低冲击开发模拟方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的低冲击开发模拟方法的步骤。

本申请所提供的一种低冲击开发模拟方法，包括：获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级；依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。

该方法综合考量了各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，能够提高海绵城市建设的合理性和有效性。此外，该方法基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级，依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整，即对低冲击布设指标进行了分解、布局和优化，避免了海绵措施在目标地块的盲目规划和主观布设，实现了资源的优化配置。本申请还提供一种低冲击开发模拟系统、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种低冲击开发模拟方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种内涝风险等级评估示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种地块内LID布设优先级示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种6个初始种群的帕累托最优解集；

图5为本申请实施例所提供的一种LID布设优化配置结果；

图6为本申请实施例所提供的一种低冲击开发模拟系统的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种低冲击开发模拟方法，能够提高海绵城市低冲击开发的合理性和有效性。本申请的另一核心是提供一种低冲击开发模拟系统、设备及计算机可读存储介质。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

传统的低冲击开发模拟方法缺乏对低冲击布设的指标分解、布局和优化研究，因而缺乏自上而下的协调分析，容易导致海绵措施在地块内的盲目规划和主观布设，造成重复建设、条块分割、低效粗放的问题，无法实现资源的优化配置。此外，传统的低冲击开发模拟方法很少综合考量多种影响因素，导致建设的海绵城市合理性较差。

本申请能够提高海绵城市低冲击开发的合理性和有效性，具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种低冲击开发模拟方法的流程图，该低冲击开发模拟方法具体包括：

S101、获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

本申请实施例先是获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，为了能够实现自上而下的协调分析，将所需海绵化建设的区域划分为各个目标地块，通过对各个目标地块上的海绵措施的布设实施，最终实现整个目标区域的海绵化建设，即将宏观目标分解至每个地块中，且在每个地块中完成海绵措施的优化配置，从而实现指标的分解、布局和优化，有效避免了海绵措施在地块内的盲目规划和主观布设。本申请实施例对于目标地块的数量不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定。本申请实施例对于所需海绵化建设的城市也不作具体限定，需根据实际需求而定。

进一步地，上述获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，包括：获取各个目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，地形特征信息包括高程和坡度，水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。本申请实施例中地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息和空间规划信息均是海绵城市低冲击布设过程中需要考量的影响因素，基于海绵城市理念，深入分析规划区域的本底特征，掌握低冲击措施布设的控制目标和内在要求，可将上述影响因素归纳为三大部分：径流水量削减、径流水质控制及海绵措施布设潜力追踪。

S102、根据地理条件信息及空间规划要求，确定各个目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

在此对于确定上述内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级的方式均不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定。

在一些实施例中，确定上述内涝风险等级，通常包括：在利用地理信息系统确定目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个目标地块的内涝风险等级。具体地，基于地理信息系统采用栅格结构和矢量化数据，结合地表分析、水文建模等工具和地形湿度指数(TWI)计算，识别局部低洼区域(位置、空间布局、尺寸)、地表水网通路(水流方向、连通性及汇流累积量)和地形湿度指数分布，获取致灾因子危险性描述信息；通过地理信息系统对数字用地类型进行表征，对主要承载体(如居民区、商业区、公共建筑、交通道路等)进行脆弱性等级分析，获取承载体脆弱性描述信息；将致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，构建内涝风险评估体系，计算内涝风险等级，划分径流水量控制的优先级，识别内涝灾害严重易发的地块。

在一些实施例中，确定上述水环境污染等级，通常包括：在利用地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对预设数量的各项水环境污染指标分别进行数值特征信息的叠加及空间分布信息的叠加，确定各个目标地块的水环境污染等级。具体地，借助地理信息系统插值技术和栅格计算工具，分别建立多种指标(如TSS、TN、TP、NH4+-N和COD等)的地表水水质评估体系，获取水环境污染的数值特征信息和空间分布信息，通过叠加分析功能，构建水环境污染评估体系，计算水环境污染风险等级，划分径流水质控制的优先级，识别水环境污染严重的地块。

在一些实施例中，确定上述海绵措施布设潜力等级，通常包括：在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

具体地，基于土地利用约束和空间规划要求，借助地理信息系统空间聚合、要素(属性或位置)选择、区域统计等工具展示地区发展现状和控制目标、措施布设区域(如建筑、道路、绿地等)的空间可利用性及适宜性，结合其空间率大小的计算结果，采用叠加分析功能，获取区域海绵措施布设的潜力分布，识别海绵措施布设潜力较高的地块。

S103、基于内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个目标地块的低冲击布设优先等级。

由上文可知，可将影响因素归纳为三大部分：径流水量削减、径流水质控制及海绵措施布设潜力追踪，由于其具有非量化、评价标准不确定性、难以评估等特点，故可利用模糊综合评价法确定各个目标地块的低冲击布设优先等级。具体地，1、建立综合评价指标体系，确定各指标的权重因子。本申请实施例的指标体系具体包括上述三大影响因素，权重因子主要依据文献、参考资料和Delphi法(专家调查法)进行获取；2、建立评价等级体系，用于描述评价变量的评价等级及水平；3、建立隶属函数，获取隶属度分布。通过对隶属函数进行求解，完成评价变量的归一化处理，实现评价变量的隶属度描述；4、整合所有评价变量的隶属度及权重分布，构建评价变量模糊矩阵及权重系数矩阵；5、综合评判，用于描述两大矩阵的相乘结果，获取地块内海绵措施优先度指数(PI)。

S104、依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。

进一步地，上述依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整，通常包括：在建立多目标优化模型后，利用遗传算法对多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；根据帕累托解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

具体地，借助MATLAB多目标优化工具，构建遗传算法优化模块，该模块用于计算并获取一系列具有代表性的帕累托最优解，描述两个或多个目标之间的权衡关系，实现地块内海绵措施布设的最优配置。本申请实施例以径流总量削减率、径流污染控制率和海绵措施实施成本为目标函数，LID布设面积占比为决策变量、地理信息系统空间规划及低冲击布设优先等级为约束条件，建立多目标优化模型，利用遗传算法进行优化计算。在计算过程中，通过确定相关配置参数(如种群大小、变异和交叉规则、停止条件等)，采用迭代过程来调整子级的数量、定位和范围，以便在优化分配的同时满足总体控制要求，最终获取帕累托最优解集，根据帕累托解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

本申请综合考量了各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，能够提高海绵城市建设的合理性和有效性。此外，该方法基于内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个目标地块的低冲击布设优先等级，依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整，即对低冲击布设指标进行了分解、布局和优化，避免了海绵措施在目标地块的盲目规划和主观布设，实现了资源的优化配置。

下面以一个优选实施例对上文描述的低冲击开发模拟方法进行详细说明。

1)实施例的概况

研究区位于广东省广州市越秀区，该地区属于老中心城区，城市化水平较高，加权平均不透水率达0.72，地块的不透水率处于0.47-0.95之间。用地类型以住宅区和商业区为主，兼有道路和少量的绿地。地理高程模型(DEM)的精度为4.7*4.7m，地面高程在-1.6-13.8m之间。近年来，该地区有较多的极端暴雨事件，内涝灾害损失日益加剧，水环境污染问题日益严重。随着海绵城市进程的推进，该地区急需采用科学有效的规划方案进行LID措施布设，达到削减径流总量、控制径流污染及降低LID措施实施成本的目的。

2)结果分析

A、GIS评估分析

TWI分布显示，如图2所示，图2为本申请实施例所提供的一种内涝风险等级评估示意图，背景越深的区域，TWI越高，低洼易涝区域及水流连通路径的数量越多，致灾因子的危险性越大(如图2中(a)所示)；由承载体脆弱性等级分布可知，商业和医疗用地(背景最浅的区域)的脆弱性等级最高，发生内涝灾害时受到的损失程度越大。相反，背景最深的区域的脆弱性等级最低(如图2中(b)所示)；结合危险性和脆弱性描述，显示水文风险指数的栅格分布，背景最深的栅格水文风险最高(如图2中(c)所示)；进一步计算地块的内涝风险等级，西北部的内涝风险等级总体偏高，东南部相对较低(除图2中(d)所示的6号和9号地块)。其中，1、6、9、13、29、30、31号地块的内涝风险等级最高，径流水量削减程度也最高(如图2中(d)所示)。水环境污染评估体系和措施布设潜力评估体系的结果分析与上述类似，此处不再赘述。

B、LID布设优先级描述

依据海绵城市的控制目标和内在要求，将LID布设的影响因素划分成一级指标和二级指标，并赋予5种评价等级。综合考量三种影响因子的LID布设优先级结果显示，背景越深的地块，LID布设的优先等级越高。其中，6号和9号地块具有最高的优先等级，在LID布设时优先考虑。相反，4号地块具有最低的优先等级，应置于最末考虑。可参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种地块内LID布设优先级示意图。

C、优化计算与分析

为测试优化结果的敏感性，设置初始种群数量的变化范围为90-140，探究其变化过程(变化值为10)对优化结果的影响。结果显示，初始种群数量越高，优化结果的质量越优(可参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种6个初始种群的帕累托最优解集)。依据质量最优的帕累托曲线，选取径流总量削减效果和径流水质控制效果最好(即实施成本最大)的非支配解进行详细分析，可显示该方案地块内LID布设的优化配置结果(可参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种LID布设优化配置结果)。图5中，绿色屋顶的布设面积及程度最大，原因是示范区的建筑分布范围广，密度大。生物滞留池的布设面积及程度最小，是由于示范区适合布设生物滞留池的区域(如绿地)的范围较少，其布设面积及程度受到空间的限制。此外，6、8、22号的地块在低冲击开发时具有较高的面积比例，因而具有较高的LID布设适宜性。

下面对本申请实施例提供的一种低冲击开发模拟系统、设备及计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的低冲击开发模拟系统、设备及计算机可读存储介质与上文描述的低冲击开发模拟方法可相互对应参照。

请参考图6，图6为本申请实施例所提供的一种低冲击开发模拟系统的结构框图；该低冲击开发模拟系统包括：

信息获取模块601，用于获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

指标等级确定模块602，用于根据地理条件信息及空间规划要求，确定各个目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

低冲击布设优先等级确定模块603，用于基于内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个目标地块的低冲击布设优先等级；

优化调整模块604，用于依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整。

基于上述实施例，本实施例中优化调整模块604，包括：

帕累托最优解集获取单元，用于在建立多目标优化模型后，利用遗传算法对多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；

优化配置结果获取单元，用于根据帕累托解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

基于上述实施例，本实施例中信息获取模块601，包括：

信息获取单元，用于获取各个目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，地形特征信息包括高程和坡度，水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。

基于上述实施例，本实施例中指标等级确定模块602，包括：

内涝风险等级确定单元，用于在利用地理信息系统确定目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个目标地块的内涝风险等级；

水环境污染等级确定单元，用于在利用地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对预设数量的各项水环境污染指标分别进行数值特征信息的叠加及空间分布信息的叠加，确定各个目标地块的水环境污染等级；

海绵措施布设潜力等级确定单元，用于在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

本申请还提供一种设备，包括：存储器和处理器；其中，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任意实施例的低冲击开发模拟方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例的低冲击开发模拟方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种低冲击开发模拟方法、系统、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种低冲击开发模拟方法，其特征在于，包括：

获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级；

依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整；

其中，所述依据低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整，包括：

在建立多目标优化模型后，利用所述遗传算法对所述多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；

根据所述帕累托最优解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

2.根据权利要求1所述的低冲击开发模拟方法，其特征在于，所述获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求，包括：

获取各个所述目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，所述地形特征信息包括高程和坡度，所述水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，所述水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，所述下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，所述空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。

3.根据权利要求1所述的低冲击开发模拟方法，其特征在于，所述根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级，包括：

在利用地理信息系统确定所述目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对所述致灾因子危险性描述信息和所述承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个所述目标地块的内涝风险等级；

在利用所述地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对所述预设数量的各项水环境污染指标分别进行所述数值特征信息的叠加及所述空间分布信息的叠加，确定各个所述目标地块的水环境污染等级；

在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

4.一种低冲击开发模拟系统，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取各个目标地块的地理条件信息和预设的空间规划要求；

指标等级确定模块，用于根据所述地理条件信息及所述空间规划要求，确定各个所述目标地块的内涝风险等级、水环境污染等级及海绵措施布设潜力等级；

低冲击布设优先等级确定模块，用于基于所述内涝风险等级、所述水环境污染等级及所述海绵措施布设潜力等级，利用模糊综合评价法确定各个所述目标地块的低冲击布设优先等级；

优化调整模块，用于依据所述低冲击布设优先等级，利用遗传算法对海绵城市建设的多个目标进行优化调整；

其中，所述优化调整模块，包括：

帕累托最优解集获取单元，用于在建立多目标优化模型后，利用所述遗传算法对所述多目标优化模型进行优化计算处理，得到帕累托最优解集；

优化配置结果获取单元，用于根据所述帕累托最优解集，得到每种方案的低冲击布设优化配置结果，实现海绵措施的科学选择、布局及尺寸的优化。

5.根据权利要求4所述的低冲击开发模拟系统，其特征在于，所述信息获取模块，包括：

信息获取单元，用于获取各个所述目标地块的地形特征信息、水文信息、水环境信息、下垫面性质信息、空间规划信息；其中，所述地形特征信息包括高程和坡度，所述水文信息包括汇流通路、径流系数、地形湿度指数，所述水环境信息包括多种水质指标的地表水污染，所述下垫面性质信息包括汇水区不透性和用地类型，所述空间规划信息包括土地利用规划和可利用空间容积。

6.根据权利要求4所述的低冲击开发模拟系统，其特征在于，所述指标等级确定模块，包括：

内涝风险等级确定单元，用于在利用地理信息系统确定所述目标地块的致灾因子危险性描述信息和承载体脆弱性描述信息后，对所述致灾因子危险性描述信息和所述承载体脆弱性描述信息进行叠加分析，确定各个所述目标地块的内涝风险等级；

水环境污染等级确定单元，用于在利用所述地理信息系统获取预设数量的各项水环境污染指标对应的数值特征信息和空间分布信息后，对所述预设数量的各项水环境污染指标分别进行所述数值特征信息的叠加及所述空间分布信息的叠加，确定各个所述目标地块的水环境污染等级；

海绵措施布设潜力等级确定单元，用于在利用所述地理信息系统确定多种低冲击措施布设方位，计算空间率大小，对每种低冲击措施的布设方位信息及空间率大小信息分别进行叠加分析，确定各个所述目标地块的海绵措施布设潜力等级。

7.一种设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的低冲击开发模拟方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的低冲击开发模拟方法的步骤。

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