一种多要素的自激励预警方法与流程

1.本技术涉及水利工程监测的技术领域，尤其是涉及一种多要素的自激励预警方法。


背景技术：

2.通常，受夏季风和副热带高压的共同影响，我国都会爆发大范围的降水，使得各条河流也会进入水量最大的汛期。而在山沟或河流的狭口处建造的水库可以起到防洪、蓄水灌溉、供水、发电等作用。
3.然而，对于依山而建的水库而言，由于受地形地势、天气等诸多因素影响，在分析降水量对水库水位的影响时存在很多未知因素，这使得分析难度增加。尤其是当降水量达到特大暴雨级别的降水量时，水库的水位会出现骤增。此时，很容易出现骤增的水量从水库溢出的情况，并且当水流从高处向低处流动时，水库中的水也会积攒较大的势能，从而增加了大坝被冲垮的可能性。因此，对水库的水位进行预测是十分有必要的。


技术实现要素：

4.本技术目的是提供一种多要素的自激励预警方法，具有准确预测水库水位的特点。
5.本技术的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种多要素的自激励预警方法，包括：获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长；调取数字孪生模型，所述数字孪生模型包括山体、河道和水库的地形地势分布情况和地质信息，以及水位预测算法；基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位；基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型。
6.通过采用上述技术方案，按照实际环境建立数字孪生模型，根据水位预测算法预测水位变化，并根据实际水位、参考水位的差值修正数字孪生模型，可以使得数字孪生模型预测得更加准确。只有当参考水位与实际水位更加贴近时，数字孪生模型预测的结果才更加准确，才能用于预测水库的水位变化，以进行预警。
7.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位包括：根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量和降水时长确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量；根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量；
根据所述河道降水总量、水库降水总量、山体降水总量和山体损耗水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位。
8.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述山体损耗水量包括蒸发水量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量包括：获取原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息；根据所述原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息建立蒸发水量和温度信息、风速信息、湿度信息以及地理位置信息之间的对应关系模型；获取当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息；基于所述对应关系模型，根据当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息确定蒸发水量。
9.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述山体损耗水量还包括积水总量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量还包括：根据所述地形地势分布情况确定积水位置和每个积水位置的可积水量；根据所述积水位置确定对应的降水量和降水时长；根据所述降水量、降水时长和可积水量确定实际积水量；根据每个积水位置的实际积水量确定积水总量。
10.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述降水量、降水时长和可积水量确定实际积水量包括：根据所述降水量、降水时长确定积水位置的参考积水量；若参考积水量大于可积水量，则实际积水量为可积水量；若参考积水量小于或等于可积水量，则实际积水量为参考积水量。
11.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述山体损耗水量还包括渗透水量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量还包括：所述地质信息包括山体不同位置的土壤成分；根据所述土壤成分确定不同位置的渗透率；根据不同位置的降水量、降水时长和不同位置的渗透率确定渗透水量。
12.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述原始蒸发量的确定方法包括：根据山体降水总量和同一次降水时的积水总量和渗透水量确定山体溢出水量；根据所述河道降水总量、水库降水总量和山体溢出水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位；计算参考水位和实际水位的水位差值，得到原始蒸发量。
13.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型包括：所述基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型包括：
计算所述实际水位和参考水位的水位差值；获取历史数据；根据所述历史数据和水位差值修正对应关系模型。
14.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量和降水时长确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量包括：对所述数字孪生模型中监测的区域划分，得到多个单元区域；根据所述河道所在的多个单元区域估算河道表面积；根据所述河道所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和河道表面积确定河道降水总量；根据所述山体所在的多个单元区域估算山体表面积；根据所述山体所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和山体表面积确定山体降水总量；根据所述水库所在的多个单元区域估算水库表面积；根据所述水库所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和水库表面积确定水库降水总量。
15.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对所述数字孪生模型中监测的区域划分，得到多个单元区域包括：获取监测的区域的俯视图；对所述俯视图进行区域划分。
16.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：按照实际环境建立数字孪生模型，根据水位预测算法预测水位变化，并根据实际水位、参考水位的差值修正数字孪生模型，可以使得数字孪生模型预测得更加准确。只有当参考水位与实际水位更加贴近时，数字孪生模型预测的结果才更加准确，才能用于预测水库的水位变化，以进行预警。
附图说明
17.图1是本技术其中一实施例的多要素的自激励预警方法的流程示意图。
18.图2是本技术其中一实施例的多要素的自激励预警系统的系统示意图。
19.图3是本技术其中一实施例的智能终端的结构示意图。
20.图中，21、获取模块；22、调取模块；23、确定模块；24、修正模块；301、cpu；302、rom；303、ram；304、总线；305、i/o接口；306、输入部分；307、输出部分；308、存储部分；309、通信部分；310、驱动器；311、可拆卸介质。
具体实施方式
21.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
22.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
23.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.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“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
25.本技术实施例提供一种多要素的自激励预警方法，用于通过数字孪生模型模拟水库水位的变化，以进行水位预测。
26.其中，数字孪生为充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中建立真实设备的镜像，包括反映真实设备的一生和在每一生的实时状况。
27.数字孪生模型可以模拟任何想要监测的区域。在本技术中，数字孪生模型主要模拟的是依山而建的水库的实际环境，包括山体、河道和水库的位置关系。具体来说，河道沿山体而建，河道连接有一水库。相应的，在数字孪生模型中构建与上述实际环境完全一致的三维模型。该三维模型不仅能够反映被监测山体、河道和水库的地形地势，还能够模拟山体环境，比如，树木、土壤、光照、温度、湿度、风速等。
28.可以了解的是，水库还设置有溢洪道、引水口、闸门以及放空孔。溢洪道用于在水库水位超过水位阈值时，通过溢流将多余的水流出。引水口用于将水库的水排出，引水口连通的排水通道上设置电机，由电机依据排出的水来进行发电。闸门用于在水库库容无法继续蓄洪时，将水库中的水排出，闸门是相较于溢洪道、引水口以及放空孔来说排水量最大的出水口。放空孔位于水库的底部，用于排除水库底部的沉淀物或进行维修保养时排空水库。
29.下面结合说明书附图对本技术实施例作进一步详细描述。
30.本技术实施例提供的多要素的自激励预警方法的主要流程描述如下。
31.如图1所示：步骤s100：获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长。
32.可以理解的，由于被检测区域较大，可能会出现不同位置的降水量不同的情况，也可能出现部分区域降水的情况，所以需要采集不同位置的降水量，以便于更精准地预测水库水位的变化。同样的，不同位置的降水的起始节点和截止节点也不一样，还可能出现断断续续地降水的情况，为此，还需要采集不同位置的降水时长。对于断断续续地降水的情况，可以预设间隔时长阈值。当两次降水之间的间隔时长小于或等于间隔时长阈值，则将两次降水看作是一次降水，即降水时长为两次降水的降水时长的总和。当然，也适用多次降水的情况。在本技术实施例中，降水量以及对应的降水时长可以通过气象站获取得到。
33.其中，实际水位为水库真实的水位。在本技术中，可以指每次降水后的水位，也可以指经过一段时间降水后的水位。在本技术实施例中，实际水位可以通过设置于水库中的水位监测装置采集得到。
34.步骤s200：调取数字孪生模型。
35.数字孪生模型包括山体、河道和水库的地形地势分布情况和地质信息，以及水位预测算法。当向数字孪生模型输入一段时间的降水量时，数字孪生模型能够输出这段时间内水库水位的变化量或水库最终的水位。
36.其中，地形地势分布情况能够反映山体、河道和水库的地势高低。例如，河道不同位置的地势走向、河道不同位置与周围山体的地势高低关系、河道和水库的地势高低关系、水库和山体的位置关系及地势高低关系、山体上各个位置的地势高低关系和地势走向等。地质信息能够反映山体的地质情况。例如，山体上各个位置的土壤成分和各个位置岩石类型。水位预测算法为根据数字孪生模型所模拟的山体环境计算水库水位的算法。
37.数字孪生模型的搭建过程为相关领域技术人员的常用技术手段，此处不再详细说明。
38.步骤s300：基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位。
39.可以了解的是，建立数字孪生模型对水库水位进行模拟的目的就是为了监测水库水位。当水位预测算法越精准，也就意味着通过数字孪生模型预测水库水位的结果越精准，也就能够更准确地通过数字孪生模型的预测结果监测水库水位的变化。为此，需要对水位预测算法进行修正。为了实现对水位预测算法的修正，必须要知道同一时间节点时水库的实际水位和根据水位预测算法计算得到的参考水位。在本技术中确定参考水位的确定方法如下：可选的，步骤s300包括以下步骤（步骤s310~步骤s330）：步骤s310：根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量和降水时长确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量。
40.河道降水总量为滴落在河道的降水量总和，山体降水总量为滴落在山体的降水量总和，水库降水总量为滴落在水库的降水量总和。其中，水库降水总量能够直接造成水库水位上涨，而山体降水总量会流向河道，并与河道降水总量汇聚，再流向水库，从而造成水库水位上涨。在山体降水总量流向河道的过程中，受山体的地势、土质、温湿度等众多因素的影响，流向河道的山体降水总量会逐渐减少。为了准确预测水库水位的变化，则需要考虑在山体降水总量流向河道时产生的损耗。因此，需要分别明确河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量。
41.确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量的方法如下：首先，对数字孪生模型中监测的区域划分，得到多个单元区域。可以理解的，由于被监测区域的地势高低错落，故按照三维划分为单元区域计算的降水量和实际降水量会存在偏差。因此，本技术中，在对数字孪生模型中监测的区域进行划分前，还需要获取监测的区域的俯视图。在不考虑风力和风向的影响的情况下，雨水受地心引力的影响应该垂直落下，所以理论上降水区域应该为被监测区域的俯视图上的区域。在其他的实施例中，还可以根据实时的风力和风向进一步分析降雨区域，以更精准地计算降水量。另外，为了便于计算面积，在本技术实施例中，单元区域选择诸如1平方厘米、1平方分米或1平方米的大小，具体可根据俯视图的比例选择合适的大小。
42.而后，根据河道所在的多个单元区域估算河道表面积。其中，在对河道表面积进行估算时，可以采用根据每个单元区域中河道部分的占比的方式估算。具体来说，若单元区域中河道部分占据100%时，该单元区域中河道面积为单元区域的面积。若一个单元区域中河道部分占据30%，另一个单元区域中河道部分占据70%，则两个单元区域中河道面积为一个单元区域的面积。进而，只需要先确定河道部分占据100%的单元区域的数量，再确定拼凑得
到河道部分占据100%的单元区域的数量，即可快速估算河道表面积。需要说明的是，因为俯视图是二维图，与实际河道结构有所偏差，因此这里说的表面积并非是河道实际的表面积。
43.进一步的，根据河道所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和河道表面积确定河道降水总量。具体来说，每个单元区域的降水总量为降水量与降水时长的乘积。对于降水量不断变化的情况，则可以通过累加每个时间节点的降水量得到每个单元区域的降水总量。同样的，河道降水总量为所有单元区域的降水总量之和。需要说明的是，对于单元区域中只有部分区域是河道的单元区域，可以根据河道部分占比和该单元区域的降水总量确定河道部分的降水总量。在其他的实施例中，也可以采用其他的方式计算河道降水总量。
44.同样的，根据山体所在的多个单元区域估算山体表面积，根据山体所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和山体表面积确定山体降水总量，根据水库所在的多个单元区域估算水库表面积，根据水库所在的单元区域的降水量、对应的降水时长和水库表面积确定水库降水总量。具体计算方式可以参照上述方法，此处不再做过多赘述。
45.步骤s320：根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量。
46.其中，山体损耗水量在数值上是山体降水总量和流向河道的降水总量的差值。造成山体降水总量和流向河道的降水总量的差异，主要是因为降水会受环境影响而蒸发，在地势较低的区域会产生积水，还会被土壤吸收。因此，山体损耗水量主要包括蒸发水量、积水总量和渗透水量三部分。
47.其中，积水总量的计算方法包括：首先，根据地形地势分布情况确定积水位置和每个积水位置的可积水量。
48.通常，积水位置的地势呈中间低周围高的状态。通过分析地形地势分布情况，可以从中找出符合上述地势的位置，即为积水位置。每个积水位置的可积水量为能够收集的水量，主要和积水位置的形状和深度相关，具体可以根据地形地势分布情况所反映的积水位置的边缘以及积水位置的边缘的地势与中心地势的地势差确定。
49.而后，根据积水位置确定对应的降水量和降水时长。
50.再根据降水量、降水时长和可积水量确定实际积水量。
51.可以理解的是，实际积水量最多不会超过可积水量。在确定实际积水量之前，需要先根据降水量和降水时长确定积水位置的参考积水量。参考积水量为不考虑溢出情况时积水位置的积水量。参考积水量为积水位置的表面积与降水量和降水时长的乘积。若参考积水量大于可积水量，则实际积水量为可积水量。若参考积水量小于或等于可积水量，则实际积水量为参考积水量。
52.最后，根据每个积水位置的实际积水量确定积水总量。积水总量即为每个积水位置的实际积水量之和。
53.渗透水量的计算方法包括：首先，根据土壤成分确定不同位置的渗透率。
54.可以理解的是，对于一个山体而言，其山脚、山坡和山顶的土壤成分可能有所差别。然而，不同的土壤成分也会使得不同位置的渗透率有所差别。所以，需要先确定山体不同位置的土壤成分。在一些具体的实施例中，当确定土壤成分后，可以根据土壤成分与渗透率的对照关系确定不同位置的渗透率。土壤成分与渗透率的对照关系可以预先存储于诸如
存储器等具有存储功能的存储设备中。
55.而后，根据不同位置的降水量、降水时长和不同位置的渗透率确定渗透水量。
56.一般来说，渗透率会随着时间变化而减小，直至渗透率减小到稳定渗透率后保持恒定。具体来说，每一种土壤成分都会对应一个渗透率随时间变化的曲线。不同土壤成分的渗透率随时间变化的曲线是不同的。需要说明的是，渗透率降低至稳定渗透率的时间一般为2-3个小时，然而，实际上渗透率还没有达到稳定渗透率时，部分降水就会流向河道了。因此，在计算渗透水量时需要考虑渗透时长。以某一个位置为例，其渗透水量为渗透率在渗透时长内的总和。对于整个山体而言，渗透水量则为每一个位置的渗透水量之和。
57.值得说明的是，相比于积水总量和渗透水量而言，蒸发水量需要考虑更多的环境因素，难以直接计算。对此本技术预估了原始蒸发量。原始蒸发量即为第一次计算的蒸发水量。
58.计算原始蒸发量的方法包括：首先，根据山体降水总量和同一次降水时的积水总量和渗透水量确定山体溢出水量。
59.上述所说的同一次降水时的积水总量和渗透水量为第一次降水时计算的积水总量和渗透水量。由于无法确定蒸发水量，故此时在确定山体损耗水量时，不考虑蒸发水量，即此时的山体损耗水量为积水总量和渗透水量的总和。
60.山体溢出水量为山体降水总量中流向河道的水量，可以将山体降水总量和山体损耗水量作差得到。
61.而后，根据河道降水总量、水库降水总量和山体溢出水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位。
62.其中，初始水位为水库初始的水位。河道降水总量、水库降水总量和山体溢出水量都会造成水库水位上涨。水位的变化量具体为河道降水总量、水库降水总量和山体溢出水量之和与水库尺寸的比值。水库尺寸即为水库表面的面积。进一步的，当确定水位的变化量后，即可根据初始水位计算当前的参考水位。
63.最后，计算参考水位和实际水位的差值，得到原始蒸发量。
64.由于在计算山体损耗水量时没有计算蒸发水量，因此参考水位会比实际水位高。而参考水位和实际水位的差值即为原始蒸发量。需要说明的是，这里计算的原始蒸发量只是一个估计值。
65.在一个具体的示例中，为了获得更加准确的实际水位和参考水位，可以在降水汇入到水库之前，先对水库进行放水，使得水库能够完全容纳一次降水的水量。当水库防水后，由于降水过程中不会出现溢出的情况，故这时根据测得的初始水位和实际水位可以更准确的得到水位的变化。当然，数字孪生模型也需要进行同步的设置。
66.进一步的，在确定原始蒸发量后，确定之后每次降水的蒸发水量的方法包括：首先，获取原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息。
67.其中，温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息都是会对蒸发水量造成影响的因素。即，温度越高，蒸发水量越大；风速越大，蒸发水量越大；湿度越大，蒸发水量越小；距离海越近，蒸发水量越小；地势越高，蒸发水量越小。
68.为了能够进一步明确原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息之间的关系，需要获取产生原始蒸发量的环境信息，即当时的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息。
69.而后，根据原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息建立蒸发水量和温度信息、风速信息、湿度信息以及地理位置信息之间的对应关系模型。
70.再获取当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息。
71.最后，基于对应关系模型，根据当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息确定蒸发水量。
72.由于对应关系模型中已经存有原始蒸发量和温度信息、风速信息、湿度信息及地理位置信息之间的对应关系，故当获取到当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息时，可以根据每一种环境因素对蒸发水量的影响程度来确定蒸发水量。
73.步骤s330：根据所述河道降水总量、水库降水总量、山体降水总量和山体损耗水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位。
74.同样的，汇入到水库中的水量为河道降水总量、水库降水总量、山体降水总量之和与山体损耗水量的差值。而后，即可根据获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位。
75.步骤s400：基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型。
76.可以理解的，当数字孪生模型与实际环境更加贴合时，使用数字孪生模型进行预测才会更加准确，也更有利于预测实际环境中水位的变化，从而达到准确预警的效果。因此，对数字孪生模型进行修正是很必要的。
77.根据上述介绍可以了解到，一开始计算的原始蒸发量就是不准确的，所以基于此得到的对应关系模型也是不准确的。因此，造成参考水位和实际水位的偏的一部分原因是因为对应关系模型不准确。
78.具体来说，修正方法包括：首先，获取历史数据，而后，计算实际水位和参考水位的差值，再根据历史数据和实际水位和参考水位的差值修正对应关系模型。
79.其中，历史数据包括不同时间的环境信息，对环境信息进行分析能够得到光照强度、光照时长和地理位置对温度信息、风速信息和湿度信息的影响。因此，通过根据历史数据可以更加明确温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息对蒸发水量的影响，优化对应关系模型，使得实际水位和参考水位的差值逐渐变小，实现对数字孪生模型的修正。
80.图2为本技术一种实施例提供的多要素的自激励预警系统。
81.如图2所示的多要素的自激励预警系统，包括获取模块21、调取模块22、确定模块23和修正模块24，其中：获取模块21，用于获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长。
82.调取模块22，用于调取数字孪生模型，所述数字孪生模型包括山体、河道和水库的地形地势分布情况和地质信息，以及水位预测算法。
83.确定模块23，用于基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位。
84.修正模块24，用于基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型。
85.图3示出了适于用来实现本技术实施例的智能终端的结构示意图。
86.如图3所示，智能终端包括中央处理单元(cpu)301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
87.以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。
88.特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本技术的系统中限定的上述功能。
89.需要说明的是，本技术所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一种或多种导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等，或者上述的任意合适的组合。
90.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一种或多种用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用
执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
91.描述于本技术实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：获取模块21、调取模块22、确定模块23和修正模块24。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，获取模块21还可以被描述为“用于获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长的模块”。
92.作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的智能终端中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该智能终端中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本技术的多要素的自激励预警方法。
93.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中申请的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：
1.一种多要素的自激励预警方法，其特征在于，包括：获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长；调取数字孪生模型，所述数字孪生模型包括山体、河道和水库的地形地势分布情况和地质信息，以及水位预测算法；基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位；基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型。2.根据权利要求1所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位包括：根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量和降水时长确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量；根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量；根据所述河道降水总量、水库降水总量、山体降水总量和山体损耗水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位。3.根据权利要求2所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述山体损耗水量包括蒸发水量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量包括：获取原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息；根据所述原始蒸发量，以及与原始蒸发量对应的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息建立蒸发水量和温度信息、风速信息、湿度信息以及地理位置信息之间的对应关系模型；获取当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息；基于所述对应关系模型，根据当前的温度信息、风速信息、湿度信息和地理位置信息确定蒸发水量。4.根据权利要求3所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述山体损耗水量还包括积水总量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量还包括：根据所述地形地势分布情况确定积水位置和每个积水位置的可积水量；根据所述积水位置确定对应的降水量和降水时长；根据所述降水量、降水时长和可积水量确定实际积水量；根据每个积水位置的实际积水量确定积水总量。5.根据权利要求4所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述根据所述降水量、降水时长和可积水量确定实际积水量包括：根据所述降水量、降水时长确定积水位置的参考积水量；若参考积水量大于可积水量，则实际积水量为可积水量；若参考积水量小于或等于可积水量，则实际积水量为参考积水量。
6.根据权利要求4所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述山体损耗水量还包括渗透水量，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量、降水时长和地质信息确定山体损耗水量还包括：所述地质信息包括山体不同位置的土壤成分；根据所述土壤成分确定不同位置的渗透率；根据不同位置的降水量、降水时长和不同位置的渗透率确定渗透水量。7.根据权利要求3所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述原始蒸发量的确定方法包括：根据山体降水总量和同一次降水时的积水总量和渗透水量确定山体溢出水量；根据所述河道降水总量、水库降水总量和山体溢出水量，以及获取到的水库尺寸和初始水位确定参考水位；计算参考水位和实际水位的水位差值，得到原始蒸发量。8.根据权利要求3所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型包括：计算所述实际水位和参考水位的水位差值；获取历史数据；根据所述历史数据和水位差值修正对应关系模型。9.根据权利要求2所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述根据所述地形地势分布情况、不同位置的降水量和降水时长确定河道降水总量、山体降水总量和水库降水总量包括：对所述数字孪生模型中监测的区域划分，得到多个单元区域；根据所述河道所在的多个单元区域估算河道表面积；根据所述河道所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和河道表面积确定河道降水总量；根据所述山体所在的多个单元区域估算山体表面积；根据所述山体所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和山体表面积确定山体降水总量；根据所述水库所在的多个单元区域估算水库表面积；根据所述水库所在的多个单元区域的降水量、对应的降水时长和水库表面积确定水库降水总量。10.根据权利要求9所述的多要素的自激励预警方法，其特征在于，所述对所述数字孪生模型中监测的区域划分，得到多个单元区域包括：获取监测的区域的俯视图；对所述俯视图进行区域划分。

技术总结
本发明涉及一种多要素的自激励预警方法，其包括获取实际水位和不同位置的降水量，以及不同位置的降水时长；调取数字孪生模型，所述数字孪生模型包括山体、河道和水库的地形地势分布情况和地质信息，以及水位预测算法；基于所述水位预测算法，根据所述不同位置的降水量和降水时长确定所述数字孪生模型中水库的水位变化，得到参考水位；基于修正模型，根据所述实际水位、参考水位修正数字孪生模型。本发明便于准确预测水库水位，实现准确预警。实现准确预警。实现准确预警。


技术研发人员：严建华 贺鑫焱 胡杰 雷声 刘昌军 许小华 何秉顺 喻蔚然 李磊 马海涛 南赟 王剑 常晓萍
受保护的技术使用者：北京国信华源科技有限公司
技术研发日：2023.09.07
技术公布日：2023/10/15