本发明公开了一种气象灾害避灾路线规划方法，该方法以坡度作为避灾阻力值，利用当量距离公式计算生成避灾路线；以较大坡度区域、山洪沟作为避灾路径的阻隔区域，用阻隔区域裁剪避灾路径，将裁剪掉的路径两端点作为起始点和目标点，在无阻隔区域计算当量距离的最小值，并生成修补路径；最后将裁剪后的避灾路径与修补路径合并，得到最终避灾路径。本发明方法能及时应对山区短时强对流气象灾害，合理设计避灾路线，有利于减少人员伤亡，降低灾害损失。
1.一种气象灾害避灾路线规划方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，将受灾区作为目标区域，对目标区域进行划分，得到若干个单元；一个所述单元是边长为1m的正方形网格区域；将地形坡度作为避灾阻力值，利用数字高程模型确定目标区域中每个单元的避灾阻力值；
步骤2，设目标区域中任一受灾单元为起始点，避灾单元为目标点，利用避灾阻力值计算目标区域自起始点到目标点的若干条路径的当量距离，选择当量距离最小的路径，作为初始避灾路径：
min_cost＝Min(accum_cost)accum_cost＝{accum_cost1,accum_cost2,...,accum_costj,...,accum_costL}式中，min_cost表示自起始点到目标点的最小的当量距离；accum_cost表示自起始点到目标点的全部路径的当量距离的集合；Min()表示求最小值函数；accum_costj表示自起始点到目标点之间的路径j的当量距离，j∈[1,L]；L表示自起始点到目标点的路径总数；
式中，i表示路径j经过的第i个单元，n表示路径j经过的单元总数，ai表示两个相邻单元的当量距离，costi、costi+1分别表示单元i和单元i+1的避灾阻力值，k表示两个相邻单元的间距，当两个单元垂直或水平相邻时k＝1，当两个单元对角线相邻时步骤3，在目标区域中提取避灾阻力值大于35°的单元构成的图块区域area，并建立坡度阻隔缓冲区，得到坡度阻隔区域buffer_area1；所述坡度阻隔区域buffer_area1是由避灾阻力值>35°的单元构成的图块区域area及该图块区域area边缘向外延伸5米距离构成的；
area＝(A>35°),A＝{cost1,cost2,...,costm}式中，A为目标区域所有单元阻力值的集合；m表示目标区域所有单元的总数；costi表示单元i的避灾阻力值，i∈[1,m],n
步骤4，通过数字水文分析方法提取目标区域中的山洪沟区域，并建立山洪沟阻隔缓冲区，得到山洪沟阻隔区域buffer_area2；所述山洪沟阻隔区域buffer_area2是由山洪沟区域及该区域边缘向外延伸5米距离构成的；
步骤5，用阻隔区域buffer_area1、buffer_area2裁剪整个目标区域，得到无阻隔区域；
用阻隔区域buffer_area1、buffer_area2裁剪步骤2所述初始避灾路径，取被阻隔区域中断的路径的首尾端点，将其作为新的起始点和目标点，在无阻隔区域计算此时自起始点到目标点的若干条路径的当量距离；在当量距离取到最小值时，连接此时当量距离经过的所有单元，生成修补路径；
步骤6，将中断后的初始避灾路径和修补路径进行拼接，得到最终避灾路径。
一种气象灾害避灾路线规划方法
技术领域
[0001] 本发明属于防灾减灾技术领域，具体涉及一种气象灾害避灾路线规划方法。
背景技术
[0002] 目前山区乡村防灾减灾能力薄弱，暴雨、冰雹、大风等短时强对流气象灾害突发性强，避灾响应时间短，容易造成人员伤亡，因此合理设计避灾路线，有助于降低灾害损失。
发明内容
[0003] 发明目的：针对以上问题，本发明提出一种气象灾害避灾路线规划方法，通过合理设计避灾路线，有助于降低灾害损失。
[0004] 技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种气象灾害避灾路线规划方法，具体包括如下步骤：
[0005] 步骤1，将受灾区作为目标区域，对目标区域进行划分，得到若干个单元；一个所述单元是边长为1m的正方形网格区域；将地形坡度作为避灾阻力值，利用数字高程模型确定
目标区域中每个单元的避灾阻力值；
[0006] 步骤2，设目标区域中任一受灾单元为起始点，避灾单元为目标点，利用避灾阻力值计算目标区域自起始点到目标点的若干路径的当量距离，选择当量距离最小的路径，作
为初始避灾路径；
[0007] 步骤3，在目标区域中提取避灾阻力值大于预设阈值的单元，并利用这些单元建立坡度阻隔缓冲区，得到坡度阻隔区域；所述坡度阻隔区域，包括避灾阻力值大于预设阈值的
单元构成的图块以及图块边缘向外延伸l距离构成的阻隔缓冲区；
[0008] 步骤4，通过数字水文分析方法提取目标区域中的山洪沟区域，并建立山洪沟阻隔缓冲区，得到山洪沟阻隔区域；所述山洪沟阻隔区域，包括通过数字水文分析方法提取的山
洪沟图块以及山洪沟图块边缘向外延伸l距离构成的阻隔缓冲区；
[0009] 步骤5，判断初始避灾路径是否被坡度阻隔区域和/或山洪沟阻隔区域中断；
[0010] 若初始避灾路径被坡度阻隔区域中断，则取被坡度阻隔区域中断的路径的两端点作为起始点和目标点，利用避灾阻力值在无阻隔区域中计算此时自起始点到目标点的若干
路径的当量距离，选择当量距离最小的路径，作为坡度修补路径；
[0011] 若初始避灾路径被山洪沟阻隔区域中断，则取被山洪沟阻隔区域中断的路径的两端点作为起始点和目标点，利用避灾阻力值在无阻隔区域中计算此时自起始点到目标点的
若干路径的当量距离，选择当量距离最小的路径，作为山洪沟修补路径；
[0012] 否则，初始避灾路径即为最终避灾路径；
[0013] 步骤6，将中断后的初始避灾路径和修补路径进行拼接，得到最终避灾路径。
[0014] 进一步地，所述某一路径的当量距离的计算公式如下：
[0015]
[0016] 式中，accum_costj表示自起始点到目标点之间的路径j的当量距离，i表示路径j经过的第i个单元，n表示路径j经过的单元总数，ai表示两个相邻单元的当量距离，costi、
costi+1分别表示两个相邻单元i和单元i+1的避灾阻力值，k表示两个相邻单元的间距，当两
个单元垂直或水平相邻时k＝1，当两个单元对角线相邻时
[0017] 有益效果：与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益技术效果：
[0018] 发明以地形坡度作为避灾阻力值，利用当量距离公式计算生成避灾路线；以较大坡度区域、山洪沟作为避灾路径的阻隔区域，用其裁剪避灾路径，将裁剪掉的路径首尾端点
作为起点和终点，在无阻隔区域计算当量距离的最小值，生成修补路径。最后将裁剪后的路
径与修补路径合并，得到最终避灾路径。本发明方法能在短时强对流气象灾害中合理有效
生成避灾路径，减少人员伤亡，降低灾害损失。
附图说明
[0019] 图1是一种实施例下本发明所述一种气象灾害避灾路线规划方法示意图；
[0020] 图2a是两个单元垂直或水平相邻时的当量距离示意图；
[0021] 图2b是两个单元对角线相邻时的当量距离示意图；
[0022] 图3是一种实施例下两个不相邻单元的当量距离示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0024] 本发明所述的一种气象灾害避灾路线规划方法，具体包括如下步骤：
[0025] 步骤一，将受灾区作为目标区域，对目标区域进行划分，得到若干个单元；一个所述单元是边长为1m的正方形网格区域；将地形坡度作为避灾阻力值，利用数字高程模型确
定目标区域中每个单元的避灾阻力值；则每个单元的坡度为costi，单位度；i为单元序号；
[0026] 步骤二，参考图2a和图2b，两个相邻单元的当量距离ai是由避灾阻力值和单元间距计算得到：
[0027]
[0028] 式中，costi、costi+1分别表示两个相邻单元i和单元i+1的避灾阻力值；k表示两个相邻单元的间距，单位米，当两个单元垂直或水平相邻时k＝1，当两个单元对角线相邻时
[0029] 步骤三，参考图3，两个不相邻单元的当量距离，即自起始点到目标点的当量距离计算公式如下：
[0030]
[0031] 式中，accum_costj表示自起始点到目标点之间的路径j的当量距离，i表示目标区域中单元的序号，n表示路径j经过的单元总数，ai表示两个相邻单元的当量距离；
[0032] 步骤四，生成初始路径：设目标区域中任一受灾单元为起始点，避灾单元为目标点，选起始点到目标点(避灾点)间当量距离所经过的单元为路径，利用步骤三中的公式计
算自起始点到目标点的若干条路径的当量距离，选择当量距离最小的路径，作为初始避灾
路径，如下：
[0033] min_cost＝Min(accum_cost)
[0034] accum_cost＝{accum_cost1,accum_cost2,...,accum_costj,...,accum_costL}
[0035] 式中，min_cost表示自起始点到目标点间的最小的当量距离；accum_cost表示自起始点到目标点间的全部路径的当量距离的集合；
[0036] 步骤五，在目标区域中提取避灾阻力值大于35°的单元构成的图块区域area，并建立坡度阻隔缓冲区，得到坡度阻隔区域buffer_area1；所述坡度阻隔区域buffer_area1是由
避灾阻力值>35°的区域加其周边5米范围内的区域构成的；
[0037] 所述图块区域area如下：
[0038] area＝(A>35°),A＝{cost1,cost2,...,costm}
[0039] 式中，A为目标区域所有单元阻力值的集合；m表示目标区域所有单元的总数；costi、表示单元i的避灾阻力值，i∈[1,m],n
[0040] 步骤六，通过数字水文分析方法提取目标区域中的山洪沟区域，并建立山洪沟阻隔缓冲区，得到山洪沟阻隔区域buffer_area2；所述山洪沟阻隔区域buffer_area2是由山洪
沟所在区域加其周边5米范围内的区域构成的；
[0041] 步骤七，确定最终避灾路线：参考图1，用阻隔区域buffer_area1、buffer_area2裁剪整个目标区域，得到无阻隔区域；用阻隔区域buffer_area1、buffer_area2裁剪初始避灾
路径，取中断路径的首尾端点，将其作为起始点和目标点，在无阻隔区域再次计算此时自起
始点到目标点的若干条路径的当量距离，在当量距离取到最小值时，连接此时当量距离经
过的所有单元，生成修补路径；最后将裁剪后的路径与修补路径合并，得到最终避灾路径。
