Grid edge classification method to enhance levee resolution in dual-grid flood inundation models
Grid edge classification method to enhance levee resolution in dual-grid flood inundation models
复制标题
双网格洪水淹没模型中增强堤坝分辨率的网格边缘分类方法
DOI：
10.1016/j.advwatres.2022.104287
复制
发表时间：
2022
影响因子：
4.7
通讯作者：
Sanders, Brett F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kahl, Daniel T.;Schubert, Jochen E.;Jong-Levinger, Ariane;Sanders, Brett F.
双网格模型解决了大规模（bbb10103km2）城市洪水模型的计算瓶颈，其解决方案更新在粗网格上，由细网格上的地形数据提供信息。然而，双网格模型可能不能很好地解决堤防问题，导致精度损失。在这里，我们提出了一种网格边缘分类方法，即标记粗网格的特定边缘以从细网格收集附近的地形数据并创建连续的物理屏障。该方法依赖于折线格式的堤防位置数据，并且不需要堤防高度数据，因为该信息存储在细网格上。利用洛杉矶大都市区6804 km2的模型，利用3 m的地形数据和987 km的堤坝，对所提出的方法进行了实施和评估。基于临界成功指数（CSI）分别为90、87和82%，采用15、30和60 m粗网格的模拟结果与精细网格模型一致。与未分类的粗糙网格边缘模型相比，边缘分类将CSI提高了7个百分点，并将误报率降低了10个百分点。不同研究区域的模型性能存在差异，包括城市化冲积扇的精度较低。双网格模型的计算成本与粗网格成比例，可以有效地实现更精确的城市洪涝灾害大尺度模型。
Dual-grid models address the computational bottlenecks of large-scale (> 1 0 3 km 2) urban flood modeling with solution updates on a coarse grid that are informed by topographic data on a fine grid. However, dual-grid models may poorly resolve levees, leading to loss of accuracy. Here we present a grid edge classification method whereby specific edges of the coarse grid are flagged to gather nearby topographic data from the fine grid and create a contiguous physical barrier. The method relies on levee location data in a polyline format, and does not require levee height data since that information is stored on the fine grid. Using a 6804 km 2 model of the Los Angeles Metropolitan Region with 3 m topographic data and 987 km of levees, the proposed method is implemented and evaluated. Simulations using coarse grids of 15, 30 and 60 m capture flood extent consistent with fine-grid models based on a critical success index (CSI) of 90, 87 and 82%, respectively. Edge classification improves CSI up to 7 percentage points over a model with unclassified coarse grid edges, and reduces the false alarm ratio up to 10 percentage points. Differences in model performance across the study area are noted, including lower accuracy on urbanized alluvial fans. With compute costs that scale with the coarse grid, dual-grid models can efficiently realize more accurate large-scale models of urban flood hazards.
登录
查看更多内容
升级浅水方程以进行快速洪水建模
影响因子：
2.3
作者：
Alireza Shamkhalchian;Gustavo A. M. de Almeida
通讯作者：
Gustavo A. M. de Almeida
模拟亚网格尺度地形对浅沼泽水动力和盐度输送的影响
影响因子：
4.7
作者：
Zhi Li;B. Hodges
通讯作者：
B. Hodges
大规模城市洪水模拟的孔隙度模型：回顾
影响因子：
3.4
作者：
B. Dewals;M. Bruwier;M. Pirotton;S. Erpicum;P. Archambeau
通讯作者：
P. Archambeau
影响因子：
6.3
作者：
F. Pappenberger;E. Dutra;F. Wetterhall;H. Cloke
通讯作者：
F. Pappenberger;E. Dutra;F. Wetterhall;H. Cloke
2011 年新马德里泄洪道启用的水力模型：泄洪道启用控制的案例研究
影响因子：
3.7
作者：
Luke A
通讯作者：
Luke A