(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211020794.9 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 中国水利水电科 学研究院 地址 100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号 A座 (72)发明人 梅超　刘家宏　董莉榕　王浩　 王佳　石虹远　张冬青　高晗　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 吕春艳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于径流模拟的城市不透水面空间管 控方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于径流模拟的城市不 透水面空间管控方法， 包括S1、 开展不透水率约 束下的下垫面模拟设计； S2、 构建城市水文模型， 并采用城市水文模型模拟多情景下的地表水文 过程； S3、 基于城市水文模型， 模拟不同空间布设 方案的径 流过程， 计算各模型与天然状态下径流 过程的皮尔逊相关系数和径流特征要素变化率； S4、 计算径流相似指数， 以评估城市建设不透水 面不同空间布设方案对径流过程的控制效果； S5、 根据计算所得的径流相似指数， 确定最优的 城市不透 水面空间布设管控 方案。 本发明通过量 化指标评估出不同空间布局方案对径流控制的 效果， 可为我国海绵城市建设拓宽新的视野， 为 优化国土空间开发保护格局提供新的方向。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115374638 A 2022.11.22 CN 115374638 A 1.一种基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 开展不透水率约束下的下垫面 不透水面布局模拟设计； S2、 构建城市水文模型， 并采用城市水文模型模拟设计情景 下的地表水文过程； S3、 基于城市水文模型， 模拟不同空间布设方案的径流过程， 计算各模型与天然状态下 径流过程的皮尔逊相关系数和径流特 征要素变化 率； S4、 计算径流相似指数， 以评估城市建设中不透水面不同空间布设方案对径流过程的 控制效果； S5、 根据计算所 得的径流相似指数， 确定最优的城市不透水面空间布设管控方案 。 2.根据权利要求1所述的基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特征在于， 所 述步骤S3中计算各模型与天然状态下径流过程的皮尔逊相关系数为： 其中， r(X,Y)为X与Y的皮尔逊相关系数， 用于量化计算开发状态下与自然状态下径流 过程的接近程度； X为自然状态下的径 流量， Y为开发状态下的径 流量； Cov(X,Y)为Y与X的协 方差， Var[X]表示X的方差， Var[Y]表示Y的方差 。 3.根据权利要求2所述的基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特征在于， 协 方差Cov(X,Y)为： Cov(X,Y)＝E(X ‑EX)(Y‑EY) 其中， EX是X的期望， E Y是Y的期望； 期望EX为： 其中， EX是径流量的期望； Xi为径流量； n为数据的个数； 方差Var[X]为： 其中， Var[X]为径流 量的方差 。 4.根据权利要求3所述的基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特征在于， 所 述步骤S3中计算径流特 征要素变化 率， 包括： 计算径流系数变化 率： 其中， ΔRC为径流系数变化率； RCt为开发状态下的径流系数； RC0为天然状态下 的径流 系数； 计算径流峰值变化 率：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115374638 A 2其中， ΔRP为径流峰值变化率； RPt为开发状态下的径流峰值； RP0为天然状态下 的径流 峰值； 计算径流总量变化 率： 其中， ΔTR为径流总量变化率； TRt为开发状态下的径流总量； TR0为天然状态下 的径流 总量； 计算峰现时间变化 率： 其中， ΔPT为峰现时间变化率； PTt为开发状态下的峰现时间； PT0为天然状态下 的峰现 时间。 5.根据权利要求4所述的基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特征在于， 所 述步骤S4中计算径流相似指数， 包括： 对皮尔逊相关系数和径流特 征要素变化 率进行归一 化处理； 根据归一 化处理后的数据， 计算径流相似指数： S＝r'×α1+ΔRC'×α2+ΔRP'×α3+ΔTP'×α4+ΔPT'×α5 其中， S为径流相 似指数， α1、 α2、 α3、 α4、 α5分别为归一化后的皮尔逊相关系数r ′、 径流系 数变化率ΔRC ′、 径流峰值变化率ΔRP ′、 径流总量变化率ΔTR ′、 峰现时间变化率ΔPT ′的指 标权重。 6.根据权利要求5所述的基于径流模拟的城市不透水面空间管控方法， 其特征在于， 对 径流特征要素变化 率使用下式进行归一 化处理： 其中， A'为归一 化后的指标值； Amax为该指标的最大值； Amin为该指标的最小值； 对皮尔逊相关系数使用下式进行归一 化处理： 其中， r'为归一化后的皮尔逊相关系数值； rmax为皮尔逊相关系数的最大值； rmin为皮尔 逊相关系数的最小值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115374638 A 3