Advancing rapid urban flood prediction: a spatiotemporal deep learning approach with uneven rainfall and attention mechanism

Cru公司 大洪水 环境科学 洪水(心理学) 地形 水文学(农业) 深度学习 计算机科学 气象学 地图学 人工智能 地理 地质学 心理学 降水 考古 岩土工程 心理治疗师
作者
Yu Shao,Jiarui Chen,Tuqiao Zhang,Tingchao Yu,Shipeng Chu
出处
期刊:Journal of Hydroinformatics [IWA Publishing]
卷期号:26 (6): 1409-1424 被引量:5
标识
DOI:10.2166/hydro.2024.024
摘要

ABSTRACT Urban floods pose a significant threat to human communities, making its prediction essential for comprehensive flood risk assessment and the formulation of effective resource allocation strategies. Data-driven deep learning approaches have gained traction in urban emergency flood prediction, addressing the efficiency constraints of physical models. However, the spatial structure of rainfall, which has a profound influence on urban flooding, is often overlooked in many deep learning investigations. In this study, we introduce a novel deep learning model known as CRU-Net equipped with an attention mechanism to predict inundation depths in urban terrains based on spatiotemporal rainfall patterns. This method utilizes eight topographic parameters related to the height of urban waterlogging, combined with spatial rainfall data as inputs to the model. Comparative evaluations between the developed CRU-Net and two other deep learning models, U-Net and ResU-Net, reveal that CRU-Net adeptly interprets the spatiotemporal traits of rainfall and accurately estimates flood depths, emphasizing deep inundation and flood-vulnerable regions. The model demonstrates exceptional accuracy, evidenced by a root mean square error of 0.054 m and a Nash–Sutcliffe efficiency of 0.975. CRU-Net also accurately predicts over 80% of inundation locations with depths exceeding 0.3 m. Remarkably, CRU-Net delivers predictions for 3 million grids in 2.9 s, showcasing its efficiency.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
体贴冰棍完成签到,获得积分10
刚刚
赵雪完成签到,获得积分10
刚刚
ding应助大意的忆安采纳,获得10
刚刚
桃花不换酒完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
年少有你完成签到,获得积分10
1秒前
zhu完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
ding应助大白不白采纳,获得10
3秒前
久溺深海完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
听闻发布了新的文献求助10
4秒前
体贴冰棍发布了新的文献求助10
5秒前
SYYYP完成签到,获得积分10
5秒前
热爱和平的理想主义者完成签到,获得积分20
6秒前
303完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
Owen应助潇洒的小蕾采纳,获得10
7秒前
阿飞完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Andrew完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
有缘人完成签到,获得积分10
9秒前
LYNN发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
YANG完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
wuyinze发布了新的文献求助30
10秒前
西洲发布了新的文献求助10
11秒前
甜美的成败完成签到,获得积分10
11秒前
hjs发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
YANG发布了新的文献求助10
12秒前
萤火虫发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
zhanyuji完成签到,获得积分10
13秒前
阔达的哲瀚发布了新的文献求助100
14秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3960905
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3507164
关于积分的说明 11134060
捐赠科研通 3239538
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1790202
邀请新用户注册赠送积分活动 872199
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803149