CN112580131A - 一种基于gis和swmm模型子汇水区快速搜索连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，包括步骤1：将原始数据导入GIS软件，生成子汇水区面积shp的面图层，并将管网节点数据录入，生成shp的点图层；步骤2：对步骤1中子汇水区面积shp的图面层转化为点面层，并对其进行掩膜分析，生成点X、Y坐标和高程信息；步骤3：基于GIS软件，对步骤1中管网节点shp的点图层和步骤2中子汇水区的点图层进行近邻分析；步骤4：比较步骤3中两点的高程信息，完成子汇水区的搜索连接，并导出坐标信息生产Inp文件；步骤5：将Inp文件在SWMM平台上创建生成水力管网模型。
Description
技术领域
本发明涉及市政工程、地理信息系统和环境保护技术交叉领域，特别是涉及一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法。
背景技术
城市排水管网系统是城市的地下运输“血脉”，是城市最重要的基础设施之一，近年来，随着城市的不断增大扩张，地下管网所承担的负荷也在不断加大，在城市规划建设管理当中，管网的开发建设显得尤为突出，而管网水力模型，可以借助计算机技术对实际的地下管网进行数字化模拟，不仅可以实现对现状的管网状态的模拟，同时也可以对规划的管网模型进行比较精确的模拟，管网水力模型能进行管网水力学数据的相关计算，能反映实际管网的水力状态，计算出所有管道的流量、压降、流速和节点的压力等水力信息，为供水系统科学调度与管理提供依据。管网水力模型系统是管网水质模型、供水调度模型、及管网漏损控制模型的基础，同时也是城市智慧管网监测平台的骨架。为后续的开发建设提供有力的参考意见。
随着城市发展和工程技术的不断更迭，人们在实际工作当中越来越重视对工程技术和工具的使用，能够快速解决实际问题从而提高工作效率，而GIS工具就是集存储、显示、分析地理数据功能的软件。GIS基于强大的数据库管理系统(DBMS)，以地理数据为操作对象，对空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能，实现地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等工作。
SWMM(storm water management model，暴雨洪水管理模型)是一个动态的降水-径流模拟模型，主要用于模拟城市某一单一降水事件或长期的水量和水质模拟。其径流模块部分综合处理各子流域所发生的降水，径流和污染负荷。其汇流模块部分则通过管网、渠道、蓄水和处理设施、水泵、调节闸等进行水量传输。该模型可以跟踪模拟不同时间步长任意时刻每个子流域所产生径流的水质和水量，以及每个管道和河道中水的流量、水深及水质等情况。SWMM主要以Inp的文件形式输入生成，然而在实际工程案例中，当子汇水区面积和个数过多时，无法快速输入和生成。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，以实现GIS软件平台数据到SWMM水力模型的快速转换生成，为构建SWMM中Inp水力模型提供支撑。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，包括以下步骤：
步骤1：将原始数据导入GIS软件，生成子汇水区面积shp的面图层，并将管网节点数据录入，生成shp的点图层；
步骤2：对步骤1中子汇水区面积shp的图面层转化为点面层，并对其进行掩膜分析，生成点X、Y坐标和高程信息；
步骤3：基于GIS软件，对步骤1中管网节点shp的点图层和步骤2中子汇水区的点图层进行近邻分析；
步骤4：比较步骤3中两点的高程信息，完成子汇水区的搜索连接，并导出坐标信息生产Inp文件；
步骤5：将Inp文件在SWMM平台上创建生成水力管网模型。
优化的，步骤1中，子汇水区面积的原始数据采用在GIS软件中导入原始CAD文件获取。
优化的，步骤2中，在对子汇水区面积shp的面图层转化为点图层的过程中运用到ArcToolbox工具包中的Feature Vertices To Points。
优化的，步骤4中生成的Inp文件包括子汇水面积的编号、雨量计编号、出水口、面积、不透水区百分比、宽度、坡度、不渗透性N值、渗透性N值、不渗透洼地蓄水、渗透洼地蓄水等，管网节点的X坐标、Y坐标、编号、内底标高、最大深度、初始深度、超载深度、积水面积。
有益效果：本发明结合海城市建设理念，和模型应用工程实际需求，从而快速生成SWMM模型的Inp文件实现快速导入功能，提高时间效率，达到快速建模需求，降低建模输出成本，减小人工输入调试的目的。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法的流程图。
图2为本发明所述水力模型连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1-2所示，一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，包括以下步骤：
步骤1：将原始数据导入GIS软件，生成子汇水区面积shp的面图层，并将管网节点数据录入，生成shp的点图层；
步骤2：对步骤1中子汇水区面积shp的图面层转化为点面层，并对其进行掩膜分析，生成点X、Y坐标和高程信息；
步骤3：基于GIS软件，对步骤1中管网节点shp的点图层和步骤2中子汇水区的点图层进行近邻分析；
步骤4：比较步骤3中两点的高程信息，完成子汇水区的搜索连接，并导出坐标信息生产Inp文件；
步骤5：将Inp文件在SWMM平台上创建生成水力管网模型。
进一步，步骤1中，子汇水区面积的原始数据采用在GIS软件中导入原始CAD文件获取。
具体的：利用GIS平台转换CAD格式为shp的面图层，先转换子汇水区面积图层为GIS块状面图层，然后按照GIS工具包的要素转点，同时查看属性表内的编号、坐标、面积。
进一步，步骤2中，在对子汇水区面积shp的面图层转化为点图层的过程中运用到ArcToolbox工具包中的Feature Vertices To Points。
具体的：基于GIS数据分析库，将子汇水区内的高程结合地形数据，运用掩膜分析，链接子汇水区的高程，并在字段属性表内进行自动筛选，生成GIS子汇水区点图层。
具体的：将管网节点通过GIS添加转换工具，生成管网节点shp图层，节点数据字段表内包括：X坐标、Y坐标、编号、内底标高、最大深度、初始深度、超载深度、积水面积。
进一步，步骤4中生成的Inp文件包括子汇水面积的编号、雨量计编号、出水口、面积、不透水区百分比、宽度、坡度、不渗透性N值、渗透性N值、不渗透洼地蓄水、渗透洼地蓄水等，管网节点的X坐标、Y坐标、编号、内底标高、最大深度、初始深度、超载深度、积水面积。
具体的，子汇水面积划分的越细，对模型模拟的精确性也越高，模型的操作接入的量就越大，本方案就越显得重要。
本发明的优点：1.GIS软件操作简便，SWMM模型Inp子汇水区生成和连接快速，生成发明方法简单，工程人员和投入成本低，可操作和实施性强，在GIS数据库平台处生成好对应的文件和图层，设置好属性和字段，并在Inp文件内按照规定格式复制粘贴即可生成SWMM模型展示，是模型开发应用和海绵城市建设理念工程应用的一种体现方法；2.本方法针对SWMM模型操作应用，运用GIS工具做近邻分析，可以选取子汇水面积最近的一个雨水接入口，再结合高程分析，从而实现大面积模型应用，节约模型应用人员的时间，提高工作效率
最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (4)
1.一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将原始数据导入GIS软件，生成子汇水区面积shp的面图层，并将管网节点数据录入，生成shp的点图层；
步骤2：对步骤1中子汇水区面积shp的图面层转化为点面层，并对其进行掩膜分析，生成点X、Y坐标和高程信息；
步骤3：基于GIS软件，对步骤1中管网节点shp的点图层和步骤2中子汇水区的点图层进行近邻分析；
步骤4：比较步骤3中两点的高程信息，完成子汇水区的搜索连接，并导出坐标信息生产Inp文件；
步骤5：将Inp文件在SWMM平台上创建生成水力管网模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，其特征在于，步骤1中，子汇水区面积的原始数据采用在GIS软件中导入原始CAD文件获取。
3.根据权利要求2所述的一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，其特征在于，步骤2中，在对子汇水区面积shp的面图层转化为点图层的过程中运用到ArcToolbox工具包中的Feature Vertices To Points。
4.根据权利要求3所述的一种基于GIS和SWMM模型子汇水区快速搜索连接方法，其特征在于，步骤4中生成的Inp文件包括子汇水面积的编号、雨量计编号、出水口、面积、不透水区百分比、宽度、坡度、不渗透性N值、渗透性N值、不渗透洼地蓄水、渗透洼地蓄水等，管网节点的X坐标、Y坐标、编号、内底标高、最大深度、初始深度、超载深度、积水面积。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113901626A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-01-07 | 武汉理工大学 | 排水管网污泥沉积可视化仿真方法及系统 |
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2020
- 2020-12-04 CN CN202011407474.XA patent/CN112580131A/zh active Pending
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