本发明涉及水库调度领域，具体来说，涉及一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法。
背景技术：
1、短期洪水预报过程主要包括流域产流河流域汇流过程，在我国中部及南部湿润地区，通常使用蓄满产流模型。流域土壤地址条件比较复杂，蓄满产流模型也较为复杂，产流模型采用了张力水蓄水容量曲线的方式，通过蓄水容量曲线反映了流域包气带蓄水容量分布的不均匀性。
2、但是在汇流过程中，虽然专家学者们也认识到由于土壤质地、结构和地质构造上的差异以及由于位于流域上不同地点的降雨，由于流速和汇流路程不同，都将具有不同的流域汇流时间。实际观测分析也表明，即使降雨空间分布均匀，对同一种径流成分来说，流域单位线也并非固定不变，而是随着雨强和流域面积不同而不同。因此，在流域汇流研究中，用什么物理量来反映一场降雨形成出口断面流量过程时的流域汇流时间，依然是一个重要问题。
3、水文学发展到今天，一般使用最大流域汇流时间、平均流域汇流时间等来衡量一个流城或不同径流成分的流城汇流时间，这不可避免地对预报结果带来误差。
4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：
3、一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，该复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法包括以下步骤：
4、s1、从历史洪水数据集提取历史雨量数据，并基于历史雨量数据计算时段净雨及实测地面径流，识别历次洪水的单位线；
5、s2、将历次洪水的单位线进行比较生成单位线序列，并对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理；
6、s3、分别对各雨量站的降雨位置及历次洪水的降雨量进行归一化处理，判断洪水量级，并基于洪水量级的判断结果执行洪水预报；
7、s4、判断降雨位置因素及降雨量因素间的匹配性，基于匹配性判断结果执行单位线适配调整并生成预报结果。
8、优选的，从历史洪水数据集提取历史雨量数据，并基于历史雨量数据计算时段净雨及实测地面径流，识别历次洪水的单位线包括以下步骤：
9、s11、获取历史洪水数据集，从历史洪水数据集中提取历史雨量数据，并基于历史雨量数据计算土壤影响雨量；
10、s12、基于土壤影响雨量并结合降雨径流图计算时段净雨量，同时采集实测出库流量反算生成实测地面径流；
11、s13、依据时段净雨及实测地面径流计算各时间点的径流量，并利用最小乘二法结合各时间点的径流量识别历次洪水的单位线。
12、优选的，将历次洪水的单位线进行比较生成单位线序列，并对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理包括以下步骤：
13、s21、将时间点作为横轴，将径流量的流量值作为纵轴，制定各历次洪水的单位线的曲线序列；
14、s22、将各曲线序列在同一个坐标系中进行比较，同时将时段长度不一致的曲线序列划分为不同集合；对于时段长度一致的曲线序列，采用欧几里得距离法计算曲线序列之间的距离，得到历次洪水对应的单位线序列；
15、s23、利用聚类算法对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理。
16、优选的，利用聚类算法对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理包括以下步骤：
17、s231、将时段长度划分生成若干区域，以每个区域内的时段长度为基准计算单位线的时段长度值的聚集值；
18、s232、选取预设条件的单位线作为基准曲线，计算其余单位线与基准曲线之间的距离斜率综合误差，并基于距离斜率综合误差计算单位线的峰值的聚焦值；
19、s233、融合单位线的时段长度值的聚集值及峰值的聚焦值生成聚类结果，并根据上中下游和大中小雨的分布将聚类结果标记。
20、优选的，选取预设条件的单位线作为基准曲线，计算其余单位线与基准曲线之间的距离斜率综合误差，并基于距离斜率综合误差计算单位线的峰值的聚焦值包括以下步骤：
21、s2321、采集单位线的峰值并划分生成若干峰值区域，将峰值区域内的单位线按峰值大小编号，将峰值最低的单位线作为峰值区域内的第一条单位线；
22、s2322、选取符合预设条件的单位线作为基准曲线，并将其余单位线作为对照曲线与基准曲线进行比较，计算对照曲线至基准曲线的距离斜率综合误差；
23、s2323、基于对照曲线至基准曲线的距离斜率综合误差计算对照曲线的距离斜率综合误差总和；
24、s2324、从距离斜率综合误差总和中选取最小值所对应的单位线作为代表单位线，并识别代表单位线的峰值的聚焦值。
25、优选的，分别对各雨量站的降雨位置及历次洪水的降雨量进行归一化处理，判断洪水量级，并基于洪水量级的判断结果执行洪水预报包括以下步骤：
26、s31、对各雨量站的降雨位置进行归一化处理，生成各雨量站的降雨位置的归一化处理结果；
27、s32、基于各雨量站的降雨位置的归一化处理结果对历次洪水的降雨量进行归一化处理，并判断洪水量级；
28、s33、基于洪水量级的判断结果选取符合降雨位置中等降雨量的单位线执行洪水预报。
29、优选的，对各雨量站的降雨位置进行归一化处理，生成各雨量站的降雨位置的归一化处理结果包括以下步骤：
30、s311、分别对距离水库入口的最近站点、距离水库入口的最远站点及距离水库入口的其余站点进行标记，并计算归一化处理后的各雨量站至水库入口的距离值；
31、s312、利用泰森多边形计算各雨量站的权重，并基于各雨量站的权重分别计算不含距离因素的面雨量及包含距离因素的面雨量；
32、s313、将不含距离因素的面雨量与包含距离因素的面雨量进行比较，得到降雨位置的归一化处理结果。
33、优选的，基于各雨量站的降雨位置的归一化处理结果对历次洪水的降雨量进行归一化处理，并判断洪水量级包括以下步骤：
34、s321、分别对累计降雨量最小的洪水场次、累计降雨量最大的洪水场次及其余各场次的累计降雨量进行标记，并计算归一化处理后各场次累计降雨量与最小场次累计降雨量间的差距值；
35、s322、基于差距值判断洪水量级，并结合洪水量级的判断结果通过预先构建的自动判别模型对雨量站的降雨量进行判断。
36、优选的，基于洪水量级的判断结果选取符合降雨位置中等降雨量的单位线执行洪水预报包括以下步骤：
37、s331、结合符合预设条件的单位线中的子元素及降雨过程的净雨元素构建卷积公式，并通过卷积公式计算历史时间段的预报流量；
38、s332、基于历史时间段的预报流量，逐时段对降雨量的实测值和预报值进行比较并生成确定性系数；
39、s333、将确定性系数与预设阈值进行比较，并基于比较结果选取符合降雨位置中等降雨量的单位线执行洪水预报。
40、优选的，对照曲线至基准曲线的距离斜率综合误差的计算公式为：
41、
42、式中，dmh表示对照曲线至基准曲线的距离斜率综合误差；
43、ymi表示对照曲线上的第i点的纵坐标；
44、yhi表示基准曲线上的第i点的纵坐标；
45、smi表示对照曲线上的第i点的斜率；
46、shi表示基准曲线上的第i点的斜率；
47、a表示纵坐标误差权重；
48、b表示斜率误差权重；
49、i表示基准曲线上点的总数。
50、本发明的有益效果为：本发明利用最小二乘法对各场次洪水进行汇流单位线识别并结合暴雨中心和雨强进行预报，同时利用不定带宽均值漂移跟踪算法对实测来水和预报来水进行跟踪对比，在确定性系数超过一定范围时及时反馈调整，变换成合适的单位线，使实测来水和预报来水相匹配，从而避免由于暴雨中心转移或者雨强变化导致误差积累。
1.一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，该复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述从历史洪水数据集提取历史雨量数据，并基于历史雨量数据计算时段净雨及实测地面径流，识别历次洪水的单位线包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述将历次洪水的单位线进行比较生成单位线序列，并对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述利用聚类算法对历次洪水对应的单位线序列进行聚类处理包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述选取预设条件的单位线作为基准曲线，计算其余单位线与基准曲线之间的距离斜率综合误差，并基于距离斜率综合误差计算单位线的峰值的聚焦值包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述分别对各雨量站的降雨位置及历次洪水的降雨量进行归一化处理，判断洪水量级，并基于洪水量级的判断结果执行洪水预报包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述对各雨量站的降雨位置进行归一化处理，生成各雨量站的降雨位置的归一化处理结果包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述基于各雨量站的降雨位置的归一化处理结果对历次洪水的降雨量进行归一化处理，并判断洪水量级包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述基于洪水量级的判断结果选取符合降雨位置中等降雨量的单位线执行洪水预报包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种复杂气象地质条件下大中型流域汇流系统识别方法，其特征在于，所述对照曲线至基准曲线的距离斜率综合误差的计算公式为：
