本發(fā)明涉及水動(dòng)力環(huán)境數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前，離岸人工島的建設(shè)已逐漸興起。然而，復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境對(duì)人工島穩(wěn)定性構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)規(guī)劃方法缺乏對(duì)波浪、潮流、泥沙等多因素耦合的全面考慮，難以保證人工島的安全和穩(wěn)定。同時(shí)，在現(xiàn)有人工島建設(shè)技術(shù)中，缺少考慮波浪、潮流、泥沙等因素的情況，缺少數(shù)值模擬和理論分析過(guò)程，缺少對(duì)水環(huán)境參數(shù)的有效預(yù)測(cè)，導(dǎo)致建設(shè)方案的環(huán)境評(píng)估精準(zhǔn)性較低，難以實(shí)現(xiàn)人工島的高效、穩(wěn)定建設(shè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃方法。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃方法，包括：

3、通過(guò)遙感技術(shù)與gis系統(tǒng)，獲取目標(biāo)水域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建三維可視化的水域模型；

4、基于目標(biāo)人工島面積設(shè)定預(yù)設(shè)面積范圍，在水域模型中，劃分出多個(gè)子區(qū)域，并保證子區(qū)域大小在預(yù)設(shè)面積范圍內(nèi)；

5、通過(guò)gis系統(tǒng)與水域監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)子區(qū)域進(jìn)行基于波浪、潮流、泥沙、地形的水域環(huán)境參數(shù)測(cè)定與記錄，得到基于宏觀層面的第一水域環(huán)境參數(shù)與基于微觀層面第二水域環(huán)境參數(shù)；

6、將第一水域環(huán)境參數(shù)與第二水域環(huán)境參數(shù)作為初始數(shù)據(jù)，并結(jié)合水域模型構(gòu)建出多尺度的水動(dòng)力模型，在水動(dòng)力模型分析過(guò)程中，基于lstm對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行短期水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)，并通過(guò)預(yù)設(shè)權(quán)重，對(duì)水域環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境敏感性計(jì)算分析，動(dòng)態(tài)標(biāo)記出敏感性區(qū)域與非敏感性區(qū)域；

7、在水域模型中，基于多套人工島建設(shè)方案進(jìn)行模擬建設(shè)，通過(guò)水動(dòng)力模型進(jìn)行潮流場(chǎng)、波浪傳播模擬，并生成的多套水域環(huán)境模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合敏感性區(qū)域評(píng)估方案的合理度并篩選出最優(yōu)人工島建設(shè)方案。

8、本方案中，所述通過(guò)遙感技術(shù)與gis系統(tǒng)，獲取目標(biāo)水域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建三維可視化的水域模型，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)包括目標(biāo)水域地形、地貌空間信息、海洋氣象數(shù)據(jù)與海洋水文數(shù)據(jù)。

9、本方案中，所述基于目標(biāo)人工島面積設(shè)定預(yù)設(shè)面積范圍，在水域模型中，劃分出多個(gè)子區(qū)域，并保證子區(qū)域大小在預(yù)設(shè)面積范圍內(nèi)，具體為：

10、基于目標(biāo)人工島面積大小，設(shè)定一個(gè)上下限范圍，并作為預(yù)設(shè)面積范圍；

11、在水域模型中，對(duì)目標(biāo)水域劃分出多個(gè)子區(qū)域，并保證子區(qū)域大小在預(yù)設(shè)面積范圍內(nèi)。

12、本方案中，所述通過(guò)gis系統(tǒng)與水域監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)子區(qū)域進(jìn)行基于波浪、潮流、泥沙、地形的水域環(huán)境參數(shù)測(cè)定與記錄，得到基于宏觀層面的第一水域環(huán)境參數(shù)與基于微觀層面第二水域環(huán)境參數(shù)，具體為：

13、在一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)gis系統(tǒng)與水域監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行基于波浪、潮流、泥沙、地形的水域環(huán)境參數(shù)測(cè)定與記錄，分別得到基于宏觀層面的第一水域環(huán)境參數(shù)與基于微觀層面第二水域環(huán)境參數(shù)；

14、每個(gè)子區(qū)域包括對(duì)應(yīng)的第一水域環(huán)境參數(shù)與第二水域環(huán)境參數(shù)。

15、本方案中，所述將第一水域環(huán)境參數(shù)與第二水域環(huán)境參數(shù)作為初始數(shù)據(jù)，并結(jié)合水域模型構(gòu)建出多尺度的水動(dòng)力模型，在水動(dòng)力模型分析過(guò)程中，基于lstm對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行短期水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)，并通過(guò)預(yù)設(shè)權(quán)重，對(duì)水域環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境敏感性計(jì)算分析，動(dòng)態(tài)標(biāo)記出敏感性區(qū)域與非敏感性區(qū)域，具體為：

16、將第一水域環(huán)境參數(shù)與第二水域環(huán)境參數(shù)作為初始數(shù)據(jù)構(gòu)建水動(dòng)力模型；

17、水動(dòng)力模型分析結(jié)果通過(guò)水域模型進(jìn)行可視化展示；

18、在水動(dòng)力模型分析過(guò)程中，以一個(gè)子區(qū)域作為分析單位，在初始數(shù)據(jù)中提取出波浪數(shù)據(jù)、潮流數(shù)據(jù)與泥沙淤積數(shù)據(jù)，并基于時(shí)間維度，對(duì)提取數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化，形成水域環(huán)境序列化數(shù)據(jù)；

19、構(gòu)建基于lstm預(yù)測(cè)模型，將水域環(huán)境序列化數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)測(cè)模型進(jìn)行短期水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)，并生成水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

20、基于波浪、潮流、泥沙三種參數(shù)設(shè)定預(yù)設(shè)權(quán)重；

21、基于敏感性水域環(huán)境指標(biāo)，對(duì)水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于波浪、潮流、泥沙三種參數(shù)的偏差分析，得到三個(gè)偏差值，通過(guò)預(yù)設(shè)權(quán)重對(duì)三個(gè)偏差值進(jìn)行加權(quán)平均生成敏感度；

22、計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的敏感度；

23、通過(guò)敏感度對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行敏感性等級(jí)劃分，并篩選出敏感性區(qū)域與非敏感性區(qū)域。

24、本方案中，所述在水域模型中，基于多套人工島建設(shè)方案進(jìn)行模擬建設(shè)，通過(guò)水動(dòng)力模型進(jìn)行潮流場(chǎng)、波浪傳播模擬，并生成的多套水域環(huán)境模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合敏感性區(qū)域評(píng)估方案的合理度并篩選出最優(yōu)人工島建設(shè)方案，具體為：

25、基于多套人工島建設(shè)方案生成基于水域模型的模型初始參數(shù)；

26、將模型初始參數(shù)導(dǎo)入水域模型中進(jìn)行方案展示，并通過(guò)水動(dòng)力模型，結(jié)合初始數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流場(chǎng)模擬、波浪傳播模擬與人工島周邊水流泥沙模擬，三種模擬過(guò)程分別基于波浪、潮流、泥沙三個(gè)數(shù)據(jù)維度進(jìn)行模擬，并生成多套水域環(huán)境模擬數(shù)據(jù)；

27、通過(guò)預(yù)設(shè)模擬指標(biāo)，對(duì)多套水域環(huán)境模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，并得到每套人工島建設(shè)方案的環(huán)境適應(yīng)度；

28、基于多套人工島建設(shè)方案，獲取每套方案的人工島位置信息與占地面積；

29、通過(guò)人工島位置信息與占地面積，結(jié)合水域模型，判斷每套人工島建設(shè)方案在敏感性區(qū)域的重合區(qū)域部分，并計(jì)算重合區(qū)域?qū)θ斯u的總面積占比，得到敏感性區(qū)域占比；

30、對(duì)環(huán)境適應(yīng)度與敏感性區(qū)域占比進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到建設(shè)合理度，基于建設(shè)合理度篩選出最優(yōu)人工島建設(shè)方案。

31、本發(fā)明第二方面還提供了一種基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)器、處理器，所述存儲(chǔ)器中包括基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃程序，所述基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如下步驟：

32、通過(guò)遙感技術(shù)與gis系統(tǒng)，獲取目標(biāo)水域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建三維可視化的水域模型；

33、基于目標(biāo)人工島面積設(shè)定預(yù)設(shè)面積范圍，在水域模型中，劃分出多個(gè)子區(qū)域，并保證子區(qū)域大小在預(yù)設(shè)面積范圍內(nèi)；

34、通過(guò)gis系統(tǒng)與水域監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)子區(qū)域進(jìn)行基于波浪、潮流、泥沙、地形的水域環(huán)境參數(shù)測(cè)定與記錄，得到基于宏觀層面的第一水域環(huán)境參數(shù)與基于微觀層面第二水域環(huán)境參數(shù)；

35、將第一水域環(huán)境參數(shù)與第二水域環(huán)境參數(shù)作為初始數(shù)據(jù)，并結(jié)合水域模型構(gòu)建出多尺度的水動(dòng)力模型，在水動(dòng)力模型分析過(guò)程中，基于lstm對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行短期水動(dòng)力特征預(yù)測(cè)，并通過(guò)預(yù)設(shè)權(quán)重，對(duì)水域環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境敏感性計(jì)算分析，動(dòng)態(tài)標(biāo)記出敏感性區(qū)域與非敏感性區(qū)域；

36、在水域模型中，基于多套人工島建設(shè)方案進(jìn)行模擬建設(shè)，通過(guò)水動(dòng)力模型進(jìn)行潮流場(chǎng)、波浪傳播模擬，并生成的多套水域環(huán)境模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合敏感性區(qū)域評(píng)估方案的合理度并篩選出最優(yōu)人工島建設(shè)方案。

37、本發(fā)明第三方面還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中包括基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃程序，所述基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)所述的基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃方法的步驟。

38、本發(fā)明公開(kāi)了一種基于復(fù)雜水動(dòng)力環(huán)境評(píng)估的離岸人工島建設(shè)規(guī)劃方法。通過(guò)遙感技術(shù)和gis系統(tǒng)獲取目標(biāo)水域的衛(wèi)星數(shù)據(jù)并構(gòu)建三維水域模型。在水域模型中劃分多個(gè)子區(qū)域。通過(guò)gis系統(tǒng)與水域監(jiān)測(cè)裝置，測(cè)定并記錄各子區(qū)域的波浪、潮流、泥沙、地形等宏觀與微觀水域環(huán)境參數(shù)。結(jié)合水域模型，構(gòu)建多尺度水動(dòng)力模型，并應(yīng)用lstm預(yù)測(cè)短期水動(dòng)力特征。在水域模型中模擬多套人工島建設(shè)方案，利用水動(dòng)力模型進(jìn)行潮流場(chǎng)、波浪傳播模擬，結(jié)合敏感性區(qū)域評(píng)估，篩選出最優(yōu)建設(shè)方案。通過(guò)本發(fā)明，能夠有效提高人工島建設(shè)效率與環(huán)境效益，且本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊，可以應(yīng)用于各種離岸人工島建設(shè)項(xiàng)目，推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展。