CN115511390B - 一种沿海沿江脆弱性评估方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

一种沿海沿江脆弱性评估方法、系统、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沿海沿江脆弱性评估方法、系统、终端及存储介质，方法包括以下步骤：获取岸线点位数据以及岸线高程数据，根据存储的岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，并加载到地理底图中显示；与岸线图层的每一段岸线相对应的岸线高程数据列队存储，按照列队顺序将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识；通过模拟数据+软件的方式快速判别具有破坝风险的海岸线，模拟数据在地图中的状态显示更加高效，直便于接判别脆弱性风险较大的岸线，为合理配置救援力量做出建议性指导。

Description

一种沿海沿江脆弱性评估方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及沿海沿江脆弱性评估技术领域，更具体地说，涉及一种沿海沿江脆弱性评估方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
目前在极端气候条件下，某些沿海地区岸线，如深圳沿海岸线存在的风险难以进行直接评估，防灾部署中多是依据相关专家的经验，通过excle表格进行数据分析或是通过arcgis这类操作复杂的地理信息系统进行地理数据的可视化。但对于excle表来说，其数据的表达缺乏直观性，并且工作人员在对excle表的数据进行直接操作时极易由于疏忽造成人为的误差，后期数据的可持续维护性也较差。应急指挥工作通常时间紧迫，制图与可视化操作应该尽量缩短。对于arcgis来说其操作具有一定的难度与门槛，制作出具有可视化的地图界面需要较长的时间，这为防灾部门的工作造成了不便。针对上述两方面的痛点，急需一款快速对模拟数据快速可视化的方式方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种沿海沿江脆弱性评估方法，还提供了一种沿海沿江脆弱性评估系统、一种沿海沿江脆弱性评估终端及一种计算机可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种沿海沿江脆弱性评估方法，包括以下步骤：
获取岸线点位数据以及岸线高程数据；
请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；
根据岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，岸线图层包含多段岸线，每条岸线由多个岸线点位排列组成，将岸线图层加载到地理底图中显示；
将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；
将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述根据存储的岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，岸线图层包含多段岸线，每条岸线由多个岸线点位排列组成，将岸线图层加载到地理底图中显示包括方法：
根据岸线点位数据，将每个岸线点位置信息加载到计算机的内存中；
利用Sharpmap提供的GeoPoint建立存储在内存中所有的岸线点位置信息的数据结构List<GeoPoint>；
将内存中的岸线点位置信息，注入到List<GeoPoint>，并将所有岸线点位置信息对应的位置点进行从头到尾依次相连，完成岸线图层的绘制，显示到地理底图。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示包括方法：
将每一段岸线的岸线高程数据根据硬编码的方式存储在计算机中，在数据被调用时，按照顺序加载每一段的岸线高程数据；
岸线高程数据在软件内存中通过list<double>数据结构的方式按照顺序进行存储，通过列表顺序的对应方式与岸线位置数据进行对应，每一个岸线的高度对应于一条岸线。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识包括方法：
在岸线的显示中，在每一个时间段下，根据模拟数据得到的结果与岸线的实际高度进行对比，若岸线高度高于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线正常，进行正常颜色标识；若岸线高度低于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线当前处于危险状态，岸线会有溃坝风险，进行危险颜色标识。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述方法还包括步骤：
依据鼠标在地理底图的位置，相应的调用相关岸线信息。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述依据鼠标在地理底图的位置，相应的调用相关岸线信息包括方法：
根据鼠标点击的地图位置，确定当前的点击位属于哪一段岸线坐标的空间范围内，空间范围的横坐标范围为岸线的最低点横坐标至最高点横坐标，空间范围的纵坐标范围为岸线的最低点纵坐标至最高点纵坐标；
若只存在单一的岸线范围，则进行岸线信息显示；
若存在多个的岸线范围，则利用点到直线距离公式进行判断，距离最小的那段岸线就是默认鼠标选中的岸线，进行岸线信息显示；
岸线信息显示：
通过弹框的方式显示此时岸线对应的波浪、潮高以及选中岸线的高度信息。
本发明所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述方法还包括：
在折线图中，展现当前鼠标所选岸线在总时间范围内的波浪与潮高变化，并结合岸线的高程，直观展示存在危险的时间区间；折线图与主界面依据时间点进行联动，用户在折现图中拖动时间刻度时，主界面的显示信息随之发生改变。
一种沿海沿江脆弱性评估系统，应用于如上述的沿海沿江脆弱性评估方法，其中，所述系统包括数据存储单元和数据处理显示单元；
所述数据存储单元，用于存储获取自Delft3D水文模型中的岸线点位数据以及岸线高程数据；
所述数据处理显示单元，用于请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；根据存储的岸线点位数据，利用Sharpmap进行岸线图层的绘制，并加载到地理底图中显示；与岸线图层的每一段岸线相对应的岸线高程数据根据硬编码的方式列队存储，按照列队顺序将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识。
一种沿海沿江脆弱性评估终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
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，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
本发明的有益效果在于：本发明利用时间、潮位、地理位置、地理底图等数据进行海岸线状态的空间可视化，通过模拟数据+软件的方式快速判别具有破坝风险的海岸线；使用户打开软件即可观看模拟数据在地图中的状态，直接判别脆弱性风险较大的岸线，为合理配置救援力量做出建议性指导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法流程图；
图2是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法台风情景下的岸线风险示意图；
图3是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法台风叠加天文潮情景下的岸线风险示意图；
图4是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法鼠标选中岸线弹出对应的波浪、潮高、岸线高度示意图；
图5是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法折线图示意图；
图6是本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估系统原理框图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的沿海沿江脆弱性评估方法，如图1所示，同时参阅图2-图5，包括以下步骤：
S01：获取岸线点位数据以及岸线高程数据；
S02：请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；
S03：根据岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，岸线图层包含多段岸线，每条岸线由多个岸线点位排列组成，将岸线图层加载到地理底图中显示；
S04：将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；
S05：将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识；
本发明利用时间、潮位、地理位置、地理底图等数据进行海岸线状态的空间可视化，通过模拟数据+软件的方式快速判别具有破坝风险的海岸线；使用户打开软件即可观看模拟数据在地图中的状态，直接判别脆弱性风险较大的岸线，为合理配置救援力量做出建议性指导。
本发明中的图2和图3中的深圳的岸线是根据国家测绘地理信息局提供的《天地图》进行的描绘；
其中，岸线点位数据以及岸线高程数据，较佳的，可以通过Delft3D水文模型来获取；风险数据可以借助Delft3D水文模型，模拟台风来临时，未来时间段内海岸线的波浪与潮高情况；
Delft3D水文模型运行的数据结果是按照天为单位，以多个文本文件的方式进行存储，每个文件内会存储当天24小时各段岸线的波浪与潮高；
Delft3D水文模型根据不同的气候条件，会有不同的水位模拟结果，如单一的台风的情景或台风与天文大潮共同作用的情景等；可以将不同情景下的模拟结果存储在不同的文件夹中，用户可以针对自己感兴趣的模拟结果，选择不同的数据源进行加载查看；
如图2和图3所示，分别对台风模拟结果和台风叠加天文潮情况进行模拟显示，当然根据需要还可以有其他组合形式；
可以采用两个文件夹，一个文件夹存放应用程序，另一个文件夹存放台风、潮位等数据，用户可以直接将这两个文件夹拷贝到电脑上，打开应用程序从另一文件夹加载数据即可使用；
还可以在主界面的右上角加载鹰眼视图，随着主界面位置的移动，鹰眼视图中的视图也会随之发生移动。
优点：用户在操作过程中，主界面的显示范围比较小，无法清楚的看到当前的台风路径与台风的中心。使用主界面与鹰眼视图联动的方式进行显示可以看到整个台风的路径与当前的台风位置，跟主界面形成对照关系；
地理底图的加载：可以利用Sharpmap提供的TileAsyncLayer（异步底图瓦片获取方法）创建一个请求地图瓦片的服务对象，通过该对象向网络请求地图瓦片，并将返回的地图图片结果作为地理底图，用户在软件界面进行放大缩小时会请求不同级别的瓦片；应用时，可以选择卫星地图与OSM地图两种不同数据源的切换，用户可以根据自己的实际需要切换底图背景；
岸线位置数据加载：根据岸线坐标数据的存储位置，将里面每一个岸线点位置信息，加载到计算机的内存中；然后利用Sharpmap提供的GeoPoint（创建地理坐标矢量数据点的方法），建立用于存储内存中所有的岸线点位置的数据结构（List<GeoPoint>）。将内存中的位置点，注入到List<GeoPoint>，并将所有位置点进行从头到尾依次相连，显示到地理界面，完成岸线图层的绘制。
岸线高程数据加载：将每一段岸线的高程数据根据硬编码的方式存储在计算机中；在软件启动时，按照顺序加载每一段的岸线高程数据。在原始数据中，岸线的高程数据具有队列的性质，每一个岸线的高度对应于一条岸线；因此岸线高程数据在软件内存中通过list<double>数据结构的方式按照顺序进行存储；通过列表顺序的对应方式与岸线位置数据进行对应；
通过该种地图加载方式进行地理底图的加载非常便捷，可适应多种使用场景；若通过遥感数据代替地理底图，则会增加本地软件的运行压力，且数据获取较为困难，而通过岸线位置数据与岸线高程信息，即可快速进行岸线的绘图。
将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配；在岸线的显示中，在每一个时间段下，根据模拟数据得到的结果与岸线的实际高度进行对比，若岸线高度高于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线正常，岸线颜色为正常的白色等；若岸线高度低于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线当前处于危险状态，岸线会有溃坝风险，岸线的颜色变更为红色等；通过这种方式，使得用户从空间分布上直观的查看不同时间下的岸线风险空间分布状态，明确岸线风险的运动轨迹。
如图5所示，由于岸线上的波浪与潮高数据是随时间连续变化的，因此本发明利用折线图的方式，进行岸线波浪与潮高随时间变化的展示。在折线图中，展现当前鼠标所选岸线在总时间范围内的波浪与潮高变化，并结合岸线的高程，直观展示存在危险的时间区间；折线图与主界面依据时间点进行联动，用户在折现图中拖动时间刻度时，主界面的显示信息随之发生改变；
其中，方法还包括步骤：
S06：依据鼠标在地理底图的位置，相应的调用相关岸线信息。
粗判位置区间：
首先根据鼠标点击的地图位置，确定当前的点击位属于哪一段岸线坐标的空间范围内，空间范围的横坐标范围为岸线的最低点横坐标至最高点横坐标，空间范围的纵坐标范围为岸线的最低点纵坐标至最高点纵坐标；
细判位置区间：
若经过粗判位置区间后，只存在单一的岸线范围，则进行岸线信息显示；
若经过粗判位置区间后，存在多个的岸线范围，则利用点到直线距离公式进行判断，距离最小的，则默认鼠标选中的就是该线段，进行岸线信息显示；
岸线信息显示：
通过弹框的方式显示此时岸线对应的波浪、潮高以及选中岸线的高度信息。
对于数据的显示，使用了空间维度+时间维度进行显示的方式处理。对于每一条岸线来说，一段时间内所对应的潮高是变化的，本软件的数据中时间步长为一小时，用户可以查看不同时间段内的所选岸线的波浪与潮高值。
空间维度上，系统的主界面显示同一时刻下不同岸线的相关信息（波浪、潮高、岸线的危险程度、岸线高度）。
时间维度上，在系统左下角的折线图中，展现当前鼠标所选岸线在总时间范围内的波浪与潮高变化，并结合岸线的高程，直观展示存在危险的时间区间。折线图与主界面依据时间点进行联动，用户在折现图中拖动时间刻度时，主界面的显示信息随之发生改变。
通过这种方式可以直观的展示数据之间的相互关系，相对于传统单一要素的可视化展示，空间维度+时间维度进行可视化的手段更富有层次性。
一种沿海沿江脆弱性评估系统，应用于如上述的沿海沿江脆弱性评估方法，如图6所示，系统包括数据存储单元1和数据处理显示单元2；
数据存储单元1，用于存储获取的岸线点位数据以及岸线高程数据；
数据处理显示单元2，用于请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；根据存储的岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，并加载到地理底图中显示；与岸线图层的每一段岸线相对应的岸线高程数据根据硬编码的方式列队存储，按照列队顺序将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识；
利用时间、潮位、地理位置、地理底图等数据进行海岸线状态的空间可视化，通过模拟数据+软件的方式快速判别具有破坝风险的海岸线，使用户打开软件即可观看模拟数据在地图中的状态，直接判别脆弱性风险较大的岸线，为合理配置救援力量做出建议性指导。
本发明可直观的提示相关防灾人员脆弱性区域的位置，减少应急指挥中因为图像制作的时间消耗以及不必要的数据管理操作，将更多的精力投入到实地的应急指挥工作中。
一种沿海沿江脆弱性评估终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现如上述方法的步骤。
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，其中，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取岸线点位数据以及岸线高程数据；
请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；
根据岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，岸线图层包含多段岸线，每条岸线由多个岸线点位排列组成，将岸线图层加载到地理底图中显示；
将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；
将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识；
所述根据岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，岸线图层包含多段岸线，每条岸线由多个岸线点位排列组成，将岸线图层加载到地理底图中显示包括方法：
根据岸线点位数据，将每个岸线点位置信息加载到计算机的内存中；
利用Sharpmap提供的GeoPoint建立存储在内存中所有的岸线点位置信息的数据结构List<GeoPoint>；
将内存中的岸线点位置信息，注入到List<GeoPoint>，并将所有岸线点位置信息对应的位置点进行从头到尾依次相连，完成岸线图层的绘制，将岸线图层显示到地理底图；
所述将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示还包括方法：
将每一段岸线的岸线高程数据根据硬编码的方式存储在计算机中，在数据被调用时，按照顺序加载每一段的岸线高程数据；
岸线高程数据在软件内存中通过list<double>数据结构的方式按照顺序进行存储，通过列表顺序的对应方式与岸线位置数据进行对应，每一个岸线的高度对应于一条岸线。
2.根据权利要求1所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，所述将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识包括方法：
在岸线的显示中，在每一个时间段下，根据模拟数据得到的结果与岸线的实际高度进行对比，若岸线高度高于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线正常，进行正常颜色标识；若岸线高度低于模拟的波浪与潮位的加和，表示岸线当前处于危险状态，岸线会有溃坝风险，进行危险颜色标识。
3.根据权利要求1-2任一所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
依据鼠标在地理底图的位置，相应的调用相关岸线信息。
4.根据权利要求3所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，所述依据鼠标在地理底图的位置，相应的调用相关岸线信息包括方法：
根据鼠标点击的地图位置，确定当前的点击位属于哪一段岸线坐标的空间范围内，空间范围的横坐标范围为岸线的最低点横坐标至最高点横坐标，空间范围的纵坐标范围为岸线的最低点纵坐标至最高点纵坐标；
若只存在单一的岸线范围，则进行岸线信息显示；
若存在多个的岸线范围，则利用点到直线距离公式进行判断，距离最小的那段岸线就是默认鼠标选中的岸线，进行岸线信息显示；
岸线信息显示：
通过弹框的方式显示此时岸线对应的波浪、潮高以及选中岸线的高度信息。
5.根据权利要求4所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：
在折线图中，展现当前鼠标所选岸线在总时间范围内的波浪与潮高变化，并结合岸线的高程，直观展示存在危险的时间区间；折线图与主界面依据时间点进行联动，用户在折现图中拖动时间刻度时，主界面的显示信息随之发生改变。
6.一种沿海沿江脆弱性评估系统，应用于如权利要求1-5任一所述的沿海沿江脆弱性评估方法，其特征在于，所述系统包括数据存储单元和数据处理显示单元；
所述数据存储单元，用于存储获取的岸线点位数据以及岸线高程数据；
所述数据处理显示单元，用于请求服务器上的地图瓦片或读取已存储的地图瓦片，将获取的地图瓦片组合成作为显示的地理底图；根据存储的岸线点位数据，进行岸线图层的绘制，并加载到地理底图中显示；与岸线图层的每一段岸线相对应的岸线高程数据根据硬编码的方式列队存储，按照列队顺序将每一段岸线相对应的岸线高程数据加载到地理底图中显示；将模拟的风险数据与绘制的岸线通过相同的岸线点位按顺序进行一一匹配，并将风险数据与岸线的实际高度进行比对进行风险判断，对有风险的岸线进行标识。
7.一种沿海沿江脆弱性评估终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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