基于元胞自动机的城市地表径流流向优化算法

在考虑城市地表复杂水力梯度特征的前提下,提出了一种基于元胞自动机的城市径流流向优化(UCA)算法,通过坡面流模拟试验选出不同流态的最优水量分配权重,并将UCA算法与D8、4+4N以及FMFD算法进行不同数学曲面上的单位汇流面积对比试验,选择相对误差、均方根误差和平均绝对误差对算法性能进行评价。结果表明:UCA算法中适用于城市陡坡汇聚流态和缓坡漫散流态模拟的最优水量分配权重取值分别为2.0和1.1,在凸坡、凹坡、山脊和直坡面上,UCA算法的单位汇流面积模拟结果与理论值的相对误差和均方根误差均最小;UCA算法既适合模拟城市平坦地形上的缓坡漫散流,又适合模拟城市水力梯度较大地形上的陡坡汇聚流,可为城市地表径流模拟提供更优的求解思路。