CN116108237A - 水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质，应用于水文分析技术领域。所述方法包括获取水文地质要素信息；水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；对地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；基于HDF5数据模型对地理信息耦合水文要素数据集进行存储。以此方式，可以利用元细胞的优良特性，对流域复杂地形进行高分辨率的参数化处理，使其能够作为水文模型的特征参数直接参与计算。

Description

水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质

技术领域

本公开涉及水文分析技术领域，尤其涉及水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质。

背景技术

水文模拟是指用数值计算方法将复杂的水文现象和循环过程进行模拟仿真，实现对大气层水汽、地表水及地下水的运动分布和变化规律的分析、计算与预测，为开发利用水资源、控制洪水和保护水环境等方面提供预测手段和决策依据。在水文模拟中，地理空间数据是一种必不可少的基础数据，研究人员可以利用空间数据提取流域表面形态信息和水文特征参数，如坡度、坡向、水沙运移方向、汇流网络、流域边界等，根据特定的算法也可以确定地表水流路径、河流网络、流域边界情况等。

在实际的水文模型研究和应用的过程中，采用平坦下垫面和单一的地表粗糙度假设并不能与实际情况相吻合，计算结果的准确性无法得到保证；跨尺度的流域地形、土壤物性等也存在空间和时间上的分异性，导致水文模型依赖大量的物理性地表参数率定。而常见的地理信息系统并不能为研究人员提供能够直接参与计算的地表物理属性，包括地形、地貌、土壤、植被、河道等要素的基本参数及衍生参数。因此，复杂地质要素的参数化处理一直以来都是制约水文水利从业人员的主要瓶颈，也是近年来从事水文模型研发人员努力解决的问题之一。

发明内容

本公开提供了一种水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种水文地质要素参数化存储方法。该方法包括：

获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；

基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；

对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；

基于HDF5（Hierarchical Data Format Version 5，层次性数据格式第五版）数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

进一步地，所述基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码，包括：

将地球表面均分为六个四边形区域，得到待细分区域；

按照四分法对所述待细分区域进行逐级细分，生成细胞单元；

响应于所述细胞单元满足预设精度值，输出细分结果，得到多个数据承载单元；

对其中的数据承载单元进行编码，并标识数据承载单元的节点和控制点，得到编码后的数据承载单元集；其中，所述节点和所述控制点用于表示数据承载单元的坐标。

进一步地，对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，包括：

对地形坐标信息、数据承载单元的节点及其控制点进行耦合处理。

进一步地，所述水文地质要素信息包括地质要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

将对应编码的数据承载单元的中心点定义为对应地形的地质要素参数；其中，所述地质要素参数包括地质类型、对应的地质层边界和对应的地质参数；所述地质类型包括变质岩、砂页岩、碳酸岩、松散岩、混合岩。

进一步地，所述水文地质要素信息还包括地貌要素和建筑要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

响应于地形为第一地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的地貌要素参数；其中，所述第一地貌类型包括盆地、平原、沟壑、丘陵、低山、中山；所述地貌要素参数包括第一地貌类型和对应的地貌参数；

响应于地形为第二地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的建筑要素参数；其中，所述第二地貌类型包括不透水屋面、硬化路面、石料路面、非铺砌路面、公园绿地、水保工程；所述建筑要素参数包括第二地貌类型和对应的建筑参数。

进一步地，所述水文地质要素信息还包括植被要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

将对应编码的数据承载单元的上表面定义为对应地形的植被要素参数；其中，所述植被要素参数包括植被类型和对应的植被参数；所述植被类型包括森林、乔木、灌木、草地、耕地。

进一步地，所述方法还包括：

获取当前访问请求；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的整体访问，获取元数据和对应的主数据；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的部分数据进行访问，调用所述当前访问请求对应的访问模板获取数据。

根据本公开的第二方面，提供了一种水文地质要素参数化存储装置。该装置包括：

水文数据获取模块，用于获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；

数据承载单元构建模块，用于基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；

水文数据参数化模块，用于对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；

水文数据存储模块，用于基于HDF5数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面所述的方法。

本公开的实施例提供了一种水文地质要素参数化存储方法、装置、设备及介质，基于元细胞的优良特性，利用二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对数据承载单元集中的数据承载单元进行编码，以便将地球表面划分为多个具有唯一编码的细胞单元，并根据地形坐标信息将地形对应的水文要素信息与数据承载单元集进行耦合及参数化处理，通过改变细胞单元的表面属性、材质属性、位置属性、水文属性、地质属性即可反映地表要素的变化情况，实现对流域复杂地形的高分辨率的参数化处理，使得参数化处理后的水文地质要素信息能够作为水文模型的特征参数直接参与计算，并基于HDF5数据模型对地理信息耦合水文要素数据集进行存储，便于数据的存储和查询。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的一种水文地质要素参数化存储方法的流程图；

图2示出了根据本公开的又一实施例的一种水文地质要素参数化存储方法的流程图；

图3示出了根据本公开的实施例的元细胞剖分地球空间的结构示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的数据承载单元的结构示意图，其中1为节点，2为控制点；

图5示出了根据本公开的实施例的地质要素的参数化结构示意图，其中，10为地质参数，20为地质类型，30为地质层边界；

图6示出了根据本公开的实施例的地貌要素的参数化结构示意图，其中，201为地貌类型，200为地貌参数；

图7示出了根据本公开的实施例的植被要素的参数化结构示意图，其中，2001为植被类型，2000为植被参数；

图8示出了根据本公开的实施例的数据访问模板的示意图，其中（a）为从文件空间读取一块二维数组并存储至内存空间的示意图，（b）为从文件空间读取一系列规则的块并存储的示意图，（c）为从文件空间读取不规则的点序列并存储至内存空间的示意图，（d）为从文件空间读取多个数据块，经过布尔运算后并存储至内存空间的示意图；

图9示出了根据本公开的实施例的一种水文地质要素参数化存储装置的框图；

图10示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开中，通过不同大小、不同数量元细胞的排列组合，以及各节点位置的变化来实现复杂地表模型的构建，改变元细胞单元的表面属性、材质属性、位置属性、水文属性、地质属性即可反映宏观地表要素的变化情况，实现对流域复杂地形的高分辨率的参数化处理，使得参数化处理后的水文地质要素信息能够作为水文模型的特征参数直接参与计算。

图1示出了根据本公开实施例的一种水文地质要素参数化存储方法100的流程图。水文地质要素参数化存储方法100包括：

步骤110，获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息。

在一些实施例中，水文地质要素及水文下垫面是水文学的专业术语之一，由地表岩石、土壤、植被和水域等覆盖物组成，是能够影响水量平衡及水文过程的一个综合体。水文地质要素的分类标准在业界并未形成统一的认识，本公开根据水文模型对地理空间数据的使用要求，将地质要素分为地质、地貌、植被和建筑等4类，地质要素是指地表覆盖物中的岩土组成，地貌要素是指地表覆盖物的表面形态，植被要素是指地表植物的种类、密度等，建筑要素是指人为形成的房屋、道路等。

在一些实施例中，获取地形的坐标信息，以及地形对应的水文要素信息，其中，地形的坐标信息以（x，y，z）表示，例如：地形坐标（113,23,25），对应的水文要素信息为：地质类型-变质岩、地质层边界-上边界、地质参数-孔隙率。

步骤120，基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码。

在一些实施例中，如图2所示的步骤120的流程图，具体包括以下步骤：

步骤210，将地球表面均分为六个四边形区域，得到待细分区域。

步骤220，按照四分法对所述待细分区域进行逐级细分，生成细胞单元。

步骤230，响应于所述细胞单元满足预设精度值，输出细分结果，得到多个数据承载单元。

步骤240，对其中的数据承载单元进行编码，并标识数据承载单元的节点和控制点，得到编码后的数据承载单元集。

其中，所述节点和所述控制点用于表示数据承载单元的坐标。

在一些实施例中，在常规的地理信息系统中，空间数据大多是以金字塔瓦片的形式进行切分、存储、检索和服务的，瓦片数据虽然具有响应速度快、服务效率高等优势，但也存在功能单一、无法编辑、信息有限等不足。在水文模拟的过程中，地理信息耦合水文地质要素具有种类繁多、规模庞大、结构复杂等特性，地理瓦片并不能直接作为计算参数输入计算模型，而是需要通过多种处理工具进行提取和转化，这就对水文研究人员造成了很大的障碍。为了对地理空间数据耦合水文地质要素进行参数化转化，本公开采用二阶六面体元细胞作为承载数据的基本单元，并利用离散化的思路改进数据结构、算法模型和服务方式，在实现参数化的同时也充分考虑了大规模数据的存储、传输及在线服务等问题。

在一些实施例中，如图3所示的元细胞剖分地球空间的结构示意图，以赤道的横切面的圆点为原点，以原点与北极的连线为z轴，本初子午线与赤道的交点和原点之间的连线为x轴，根据x轴与z轴的方向和90°夹角确定y轴，其中，ABCD为待细分单元的节点。按照元细胞对地球空间的剖分方法，地球表面首先被分为6个近似的四边形区域，然后按照四分法进行逐级细分，直到满足预设精度要求为止。在当前的技术条件下，地形数据的空间分辨率最高可达到5米左右，因此本公开采用10米的二阶元细胞单元（二阶单元具有较高的精度控制能力）对地球表面进行细分，并作为最小的地形离散化单元和空间数据承载单元。

在一些实施例中，如图4所示的数据承载单元的结构示意图，其中，一个数据承载单元具有8个节点和12个控制点，边长为10米和夹角为0.3角秒，且单元内部任意点的位置变化可以采用一组形函数来描述，通过不同大小、不同数量元细胞的排列组合，以及各节点位置的变化来实现复杂地表模型的构建。

在一些实施例中，对其中一个数据承载单元进行序号的编码，例如C₁₁₁₁，其中，序号的编码的方式在此不做具体限定，可以由用户根据具体使用习惯和经验等进行设置。然后对进行序号的编码后的数据承载单元进行节点和控制点的标识，例如，序号的编码为C₁₁₁₁的数据承载单元的节点为（a1,b1,c1）、（a2,b2,c2）、（a3,b3,c3）……和控制点为（j1,k1,l1）、（j2,k2,l2）、（j3,k3,l3）……，其中，所述序号的编码为C₁₁₁₁的数据承载单元的节点一共有8个、控制点一共有12个，在此不一一举例说明。

在一些实施例中，将一个或多个数据承载单元进行序号编码并进行节点和控制点的标识之后，得到编码后的数据承载单元集。

步骤130，对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集。

在一些实施例中，对地形坐标信息、数据承载单元的节点及其控制点进行耦合。例如，根据地形坐标信息确定最相近的节点和控制点，然后根据确定的最相近的节点和控制点确定数据承载单元的序号的编码，以实现各地形与数据承载单元集的耦合。

在一些实施例中，通过对流域复杂地形的高分辨率的参数化处理，使得参数化处理后的水文地质要素信息能够作为水文模型的特征参数直接参与计算。其中，水文地质要素信息包括地质要素、地貌要素、建筑要素和植被要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，具体包括以下步骤：

将对应编码的数据承载单元的中心点定义为对应地形的地质要素参数；其中，所述地质要素参数包括地质类型、对应的地质层边界和对应的地质参数；所述地质类型包括变质岩、砂页岩、碳酸岩、松散岩、混合岩；

响应于地形为第一地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的地貌要素参数；其中，所述第一地貌类型包括盆地、平原、沟壑、丘陵、低山、中山；所述地貌要素参数包括第一地貌类型和对应的地貌参数；

响应于地形为第二地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的建筑要素参数；其中，所述第二地貌类型包括不透水屋面、硬化路面、石料路面、非铺砌路面、公园绿地、水保工程；所述建筑要素参数包括第二地貌类型和对应的建筑参数；

将对应编码的数据承载单元的上表面定义为对应地形的植被要素参数；其中，所述植被要素参数包括植被类型和对应的植被参数；所述植被类型包括森林、乔木、灌木、草地、耕地。

在一些实施例中，如图5所示的地质要素的参数化结构示意图，将地质要素均定义在数据承载单元的中心位置，其中地质类型分为5种，包括：变质岩、砂页岩、碳酸岩、松散岩、混合岩；地质参数定义为6种，包括：孔隙率、裂隙率、渗透率、容水度、持水度、给水度；地质层边界定义为2种，包括：上边界和下边界。其中，各参数可通过继承的方式进行扩展，并支持自定义量纲及函数关系。

在一些实施例中，如图6所示的地貌要素的参数化结构示意图，以第一类为例，将地貌要素均定义在数据承载单元的上表面的中心点上。其中地貌类型分为两大类，第一类是盆地、平原、沟壑、丘陵、低山、中山6种，第二类是建筑要素，用于定义人为因素对地貌的改变，包括不透水屋面、硬化路面、石料路面、非铺砌路面、公园绿地、水保工程6种；地貌参数或建筑参数定义为9种，包括：海拔高度、地面坡度、糙度系数、蒸发系数、渗透系数、导水系数、储水系数、径流系数、越流系数。各参数可通过继承的方式进行扩展，并支持自定义量纲及函数关系，地貌参数需要和地质参数配合使用。

在一些实施例中，如图7所示的植被要素的参数化结构示意图，将植被要素均定义在元细胞的上表面上，其中植被类型分为5种，包括：森林、乔木、灌木、草地、耕地；植被参数定义为5种，包括：生长期、郁闭度、蒸散发、截流量、填洼量。各参数可通过继承的方式进行扩展，并支持自定义量纲及函数关系。

在一些实施例中，存储有预设的地质要素、地貌要素、建筑要素和植被要素的数据字典，以便于根据目标数据承载单元的水文地质要素信息从数据字典中确定对应的参数，实现目标数据承载单元的水文要素信息的参数化处理。其中，所述数据字典存储有各地质要素、地貌要素、建筑要素和植被要素中的地质、地貌、建筑和植被类型分别对应的要素之间的数据参数表。具体地如，（1）植被类型：森林、乔木、灌木、草地、耕地，在植被参数：生长期、郁闭度、蒸散发、截流量、填洼量下分别对应的数据参数，组成植被要素的数据字典；（2）地质类型：变质岩、砂页岩、碳酸岩、松散岩、混合岩，在地质参数孔隙率、裂隙率、渗透率、容水度、持水度、给水度下分别对应的数据参数，组成地质要素的数据字典；（3）地貌类型：盆地、平原、沟壑、丘陵、低山、中山，在地貌参数：海拔高度、地面坡度、糙度系数、蒸发系数、渗透系数、导水系数、储水系数、径流系数、越流系数下分别对应的数据参数，组成地貌要素的数据字典；此外，还包括另一种地貌类型是：不透水屋面、硬化路面、石料路面、非铺砌路面、公园绿地、水保工程，在建筑参数：海拔高度、地面坡度、糙度系数、蒸发系数、渗透系数、导水系数、储水系数、径流系数、越流系数下分别对应的数据参数，组成建筑要素的数据字典。

在一些实施例中，将各地形对应的水文要素数据经过参数化的处理之后存储至对应的数据承载单元。需要注意的是，本公开提出的参数化方法并不针对某种特定的水文模型，而是具备普适性，满足各种不同技术路线的水文模型对地理空间数据或水文地质数据的使用要求。

步骤140，基于层次性数据格式第五版数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

在一些实施例中，例如，采用HDF5数据模型作为存储和传输地理信息耦合水文要素数据的数据容器，一个数据容器可以包含多个多源异构数据集，数据集可以是图像、表格、图形、文档等，对参数化的空间数据和水文地质要素进行二次封装，形成具有高并发读写能力和传输能力的数据模型和数据容器，满足高分辨率高并发水文数值计算的使用要求。对于多源异构数据存储均采用较低等级的数据集来实现，高等级的数据对象则利用多个数据集的组合来实现，数据集之间的关系通过消息队列和指向索引来完成。单个数据集由元数据和主数据两部分组成，元数据包括数据空间、数据类型、数据对象、数据属性等，主数据按照一定的规则进行分块、压缩和存储。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

本公开的实施例提供了一种水文地质要素参数化存储方法，利用元细胞的优良特性，通过改变细胞单元的表面属性、材质属性、位置属性、水文属性、地质属性即可反映地表要素的变化情况，以实现对流域复杂地形的高分辨率的参数化处理，并直接参与计算，让研究人员从基础数据的预处理工作中解放出来，将注意力全部集中在业务模型的研究和应用之中，并基于HDF5数据模型对地理信息耦合水文要素数据集进行存储，便于数据的存储和查询。

在本公开提供的又一实施方式中，在上述实施方式的基础上，还可以包括对离散化的地形数据通过数据集的形式进行存储。

在一些实施例中，离散化的地形数据可通过数据集的形式来存储，数据集由单元类型、点坐标、几何结构、拓扑结构等4个部分组成，数据结构具有明确的物理意义，通过对单元类型进行实例化和唯一编码，即可实现对任意单元的随机访问。

在本公开提供的又一实施方式中，在上述实施方式的基础上，还可以包括以下步骤：

获取当前访问请求；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的整体访问，获取元数据和对应的主数据；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的部分数据进行访问，调用所述当前访问请求对应的访问模板获取数据。

在一些实施例中，如图8所示的文件空间与内存空间之间的数据访问的4种访问模板的示意图。对于整个数据集的操作访问，只需要分别访问元数据和主数据即可。如果需要对数据集中的部分数据进行操作，则需要访问相应的访问模板和筛选器，访问模板主要分为以下4种：

a、从二维数组中读取较小的一块二维数组，存储在一小块内存中；

b、从二维数组中读取一系列规则的块，存储在内存的一维数组中；

c、从二维数组中读取没有规则的点序列，存储在内存的三维数组中；

d、从数据空间中读取多个数据块，经过布尔运算后存储在内存数据空间中。

在一些实施例中，通过获取当前的访问请求，获取访问请求对应的访问数据，例如根据当前水文模拟需要的地理空间数据确定流域表面形态信息，确定地形坐标信息，然后根据地形坐标信息确定对应的数据承载单元，提取对应的水文要素信息作为当前水文模拟的特征参数直接参与计算，以此方式，用户只需要简单的操作即可从云平台下载所需的数据集，省去了大量收集基础数据的工作，也减少了利用地理信息系统反复处理数据的环节，降低水文从业者获取基础数据难度，降低精确的水文下垫面数据调查的人力成本。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

图9示出了根据本公开的实施例的一种水文地质要素参数化存储装置900的方框图。如图9所示，水文地质要素参数化存储装置900包括：

水文数据获取模块910，用于获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；

数据承载单元构建模块920，用于基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；

水文数据参数化模块930，用于对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；

水文数据存储模块940，用于基于HDF5数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图10示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备1000的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

电子设备1000包括计算单元1001，其可以根据存储在ROM1002中的计算机程序或者从存储单元1008加载到RAM1003中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM1003中，还可存储电子设备1000操作所需的各种程序和数据。计算单元1001、ROM1002以及RAM1003通过总线1004彼此相连。I/O接口1005也连接至总线1004。

电子设备1000中的多个部件连接至I/O接口1005，包括：输入单元1006，例如键盘、鼠标等；输出单元1007，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1008，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1009，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1009允许电子设备1000通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元1001可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1001的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1001执行上文所描述的各个方法和处理，例如水文地质要素参数化存储方法100。例如，在一些实施例中，水文地质要素参数化存储方法100可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1008。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM1002和/或通信单元1009而被载入和/或安装到电子设备1000上。当计算机程序加载到RAM1003并由计算单元1001执行时，可以执行上文描述的水文地质要素参数化存储方法100的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1001可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行水文地质要素参数化存储方法100。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，包括：

获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；

基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；

对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；

基于HDF5数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

2.根据权利要求1所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，所述基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码，包括：

将地球表面均分为六个四边形区域，得到待细分区域；

按照四分法对所述待细分区域进行逐级细分，生成细胞单元；

响应于所述细胞单元满足预设精度值，输出细分结果，得到多个数据承载单元；

对其中的数据承载单元进行编码，并标识数据承载单元的节点和控制点，得到编码后的数据承载单元集；其中，所述节点和所述控制点用于表示数据承载单元的坐标。

3.根据权利要求2所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，包括：

对地形坐标信息、数据承载单元的节点及其控制点进行耦合处理。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，所述水文地质要素信息包括地质要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

将对应编码的数据承载单元的中心点定义为对应地形的地质要素参数；其中，所述地质要素参数包括地质类型、对应的地质层边界和对应的地质参数；所述地质类型包括变质岩、砂页岩、碳酸岩、松散岩、混合岩。

5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，所述水文地质要素信息还包括地貌要素和建筑要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

响应于地形为第一地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的地貌要素参数；其中，所述第一地貌类型包括盆地、平原、沟壑、丘陵、低山、中山；所述地貌要素参数包括第一地貌类型和对应的地貌参数；

响应于地形为第二地貌类型，将对应编码的数据承载单元的上表面的中心点定义为对应地形的建筑要素参数；其中，所述第二地貌类型包括不透水屋面、硬化路面、石料路面、非铺砌路面、公园绿地、水保工程；所述建筑要素参数包括第二地貌类型和对应的建筑参数。

6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，所述水文地质要素信息还包括植被要素，对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，包括：

将对应编码的数据承载单元的上表面定义为对应地形的植被要素参数；其中，所述植被要素参数包括植被类型和对应的植被参数；所述植被类型包括森林、乔木、灌木、草地、耕地。

7.根据权利要求1所述的水文地质要素参数化存储方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取当前访问请求；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的整体访问，获取元数据和对应的主数据；

响应于所述当前访问请求对所述地理信息耦合水文要素数据集的部分数据进行访问，调用所述当前访问请求对应的访问模板获取数据。

8.一种水文地质要素参数化存储装置，其特征在于，包括：

水文数据获取模块，用于获取水文地质要素信息；其中，所述水文地质要素信息包括地形坐标信息、地形对应的水文要素信息；

数据承载单元构建模块，用于基于二阶元细胞单元对地球表面进行细分，构建数据承载单元集，并对所述数据承载单元集中的数据承载单元进行编码；

水文数据参数化模块，用于对所述地形坐标信息与编码后的数据承载单元集进行耦合处理，并对所述地形对应的水文要素信息进行参数化处理，得到地理信息耦合水文要素数据集；

水文数据存储模块，用于基于HDF5数据模型对所述地理信息耦合水文要素数据集进行存储。

9. 一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7 中任一项所述的方法。

10. 一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-7 中任一项所述的方法。

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