本技術涉及環境模型領域，尤其涉及一種swmm模型實時計算與可視化方法和裝置。

背景技術：

1、暴雨洪水管理模型swmm模型(storm?water?management?model,swmm)是一個開源的、最為常用的水文模型之一，它被廣泛地用于城市降水與洪澇預測、水文設施的設計規劃等領域。

2、隨著計算機網絡的迅速發展和云服務的日益普及，傳統的swmm水文模型的模擬與運行方式暴露出了若干不足之處：缺乏良好的互操作性，swmm模型是面向桌面端模擬與計算而設計的，難以直接作為在線服務運行，這給數據共享帶來了極大困難；無法實現實時計算與模擬，使用swmm模型進行模擬運算時，用戶必須一次性輸入所有傳感器數據、運行模型并輸出結果，而傳感器數據具有很強的時效性，這使得swmm模型難以直接接入傳感網進行實時的數據流輸入與計算；swmm模型的輸出結果是專有的二進制數據，需要專門的軟件才能解碼，這對實時結果的展示與可視化效果造成了影響。

3、因此，亟需一種swmm模型實時計算與可視化方法和裝置。

技術實現思路

1、本技術提供一種swmm模型實時計算與可視化方法和裝置，解決了swmm模型的輸出結果是專有的二進制數據，需要專門的軟件才能解碼，這對實時結果的展示與可視化效果造成了影響的問題。

2、在本技術的第一方面提供了一種swmm模型實時計算與可視化方法，方法包括：構建第一暴雨洪水管理模型，對第一暴雨洪水管理模型中的多個要素對象進行抽象分類和面向對象建模，抽象分類用于構建多個要素對象與多個要素類型的第一對應關系，面向對象建模用于構建多個要素對象和多個屬性類型的第二對應關系，其中，一個要素對象對應一個或多個要素類型，一個要素對象對應一個屬性類型；根據第一對應關系和第二對應關系，構建傳感網對象模型，并將傳感網對象模型注冊至傳感網數據服務器；通過結合第一暴雨洪水管理模型和傳感網對象模型，構建第二暴雨洪水管理模型；將傳感器數據輸入第二暴雨洪水管理模型，并根據第二暴雨洪水管理模型輸出計算結果，傳感器數據包括降水量數據、流域濕潤度數據以及氣向數據；通過標準的訪問方式，從傳感網數據服務器中查詢計算結果，并對計算結果進行可視化展示。

3、可選地，多個要素對象包括雨量計對象、子匯水區域對象、連接對象、節點對象以及計算屬性對象，構建多個要素對象與多個要素類型的第一對應關系，具體包括：按照多個要素對象的要素特征對多個要素類型進行分類，得到多個要素類型中雨量計對象對應的傳感器類型、多個要素類型中子匯水區域對象對應的流域類型、多個要素類型中連接對象對應的水文設施類型、多個要素類型中節點對象對應的水文設施類型、多個要素類型中計算屬性對象對應的數據流類型以及多個要素類型中計算屬性對象對應觀測屬性類型；構建雨量計對象與傳感器類型的第一子對應關系、構建子匯水區域對象與流域類型的第二子對應關系、構建連接對象與水文設施類型的第三子對應關系、構建節點對象與水文設施類型的第四子對應關系、構建計算屬性對象與數據流類型的第五子對應關系以及構建計算屬性對象與觀測屬性類型的第六子對應關系，其中，第一對應關系包括第一子對應關系、第二子對應關系、第三子對應關系、第四子對應關系、第五子對應關系以及第六子對應關系。

4、可選地，構建多個要素對象和多個屬性類型的第二對應關系，具體包括：獲取目標要素對象對應的要素屬性，目標要素對象為多個要素對象中的任意一個要素對象，要素屬性為靜態屬性和動態屬性中的任意一種；靜態屬性包括水文設施名稱屬性和管道長度屬性，動態屬性包括表徑流屬性和降水量屬性；若確認出要素屬性為靜態屬性，構建目標要素對象與固有屬性類型的第七子對應關系，反之，若確認出要素屬性為動態屬性，構建目標要素對象與計算屬性類型的第八子對應關系，其中，第二對應關系包括第七子對應關系和第八子對應關系。

5、可選地，構建傳感網對象模型，具體包括：構建目標隨機森林模型，并通過對多個要素對象進行動態映射轉換，以將目標隨機森林模型映射為對應的傳感網對象模型；對多個要素對象進行動態映射轉換，具體包括：構建多個要素對象與多個傳感網對象的第三對應關系，一個素對象對應一個或多個傳感網對象，并根據第三對應關系進行動態映射轉換，其中；傳感網對象包括傳感器對象、關注特征對象、事物對象、觀測屬性對象以及數據流對象，第三對應關系包括雨量計對象與傳感網對象的對應關系、子匯水區域與關注特征對象的對應關系、子匯水區域與事物對象的對應關系、連接對象與事物對象的對應關系、節點對象與事物對象的對應關系、計算屬性對象與觀測屬性對象的對應關系以及計算屬性對象與數據流對象的對應關系。

6、可選地，構建目標隨機森林模型，具體包括：將要素對象、要素類型、屬性類型、第一對應關系以及第二對應關系作為模型訓練參數，并根據網格搜索法對模型訓練參數進行調整，直至滿足預設條件；通過滿足預設條件的模型訓練參數構建目標隨機森林模型。

7、可選地，將傳感網對象模型注冊至傳感網數據服務器，具體包括：獲取第一傳感網對象模型對應的第一身份，第一傳感網對象模型為傳感網對象模型中的任意一個模型；判斷傳感網數據服務器中是否存在第一身份；若傳感網數據服務器中存在第一身份，則確認第一傳感網對象模型為已注冊對象，并獲取第二傳感網對象模型對應的第二身份，第二傳感網對象模型為傳感網對象模型中除第一傳感網對象模型之外的模型；判斷傳感網數據服務器中是否存在第二身份；若傳感網數據服務器中不存在第二身份，則確認第二傳感網對象模型為未注冊對象，并按照預設流程將第二傳感網對象模型注冊至傳感網數據服務器。

8、可選地，通過標準的訪問方式，從傳感網數據服務器中查詢計算結果，并對計算結果進行可視化展示，具體包括：通過超文本傳輸協議/消息隊列遙測傳輸協議，從傳感網數據服務器中查詢計算結果，并對計算結果進行可視化展示。

9、在本技術的第二方面提供了一種swmm模型實時計算與可視化裝置，裝置包括裝調用模塊、映射模塊以及計算與可視化模塊，其中，

10、裝調用模塊，用于構建第一暴雨洪水管理模型，對第一暴雨洪水管理模型中的多個要素對象進行抽象分類和面向對象建模，抽象分類用于構建多個要素對象與多個要素類型的第一對應關系，面向對象建模用于構建多個要素對象和多個屬性類型的第二對應關系，其中，一個要素對象對應一個或多個要素類型，一個要素對象對應一個屬性類型。

11、映射模塊，用于根據第一對應關系和第二對應關系，構建傳感網對象模型，并將傳感網對象模型注冊至傳感網數據服務器；通過結合第一暴雨洪水管理模型和傳感網對象模型，構建第二暴雨洪水管理模型。

12、計算與可視化模塊，用于將傳感器數據輸入第二暴雨洪水管理模型，并根據第二暴雨洪水管理模型輸出計算結果，傳感器數據包括降水量數據、流域濕潤度數據以及氣向數據；通過標準的訪問方式，從傳感網數據服務器中查詢計算結果，并對計算結果進行可視化展示。

13、在本技術的第三方面提供了一種電子設備，包括處理器、存儲器、用戶接口及網絡接口，存儲器用于存儲指令，用戶接口和網絡接口用于給其他設備通信，處理器用于執行存儲器中存儲的指令，以使電子設備執行如上述任意一項的方法。

14、在本技術的第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行如上述任意一項的方法。

15、本技術實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

16、1、通過抽象分類和面向對象建模，構建了傳感器數據與暴雨洪水管理模型中各要素對象的映射關系，使得傳感器數據能夠有效地驅動暴雨洪水管理模型的運行，從而解決了swmm模型依賴于實時傳感器數據的問題；并且通過傳感網對象模型的構建與注冊，打破了傳統swmm模型只能在桌面端計算機上運行的局限，結合傳感器數據輸入和計算結果輸出，支持了基于傳感網數據的云端或遠程計算，極大地優化了模型的計算流程和結果可視化展示方式。

17、2、將要素對象、要素類型、屬性類型、第一對應關系以及第二對應關系作為模型訓練參數，并根據網格搜索法對模型訓練參數進行調整，直至滿足預設條件，即選擇最小誤差的模型并序列化保存，從而通過滿足預設條件的模型訓練參數構建目標隨機森林模型，大幅提升了模型的準確度。

18、3、通過超文本傳輸協議/消息隊列遙測傳輸協議，從傳感網數據服務器中查詢計算結果，并對計算結果進行可視化展示，顯著提升了暴雨洪水管理模型的實時性和用戶交互體驗。