[發(fā)明專利]一種體現(xiàn)河流基本特征的河道地形自動(dòng)生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711432715.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109960838B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁志雄;李娜;王杉;俞茜;韓松;張念強(qiáng);王靜;王艷艷;杜曉鶴;徐衛(wèi)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/05;G06T11/20
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11303
• 代理人: 馬麗蓮

本發(fā)明公開(kāi)了一種體現(xiàn)河流基本特征的河道地形自動(dòng)生成方法，屬于水利工程領(lǐng)域，該方法由河道實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)結(jié)合高分辨率遙感影像或已有河道矢量數(shù)據(jù)，提取反映河流基本特征的左、右岸(堤)線和河道深泓線，通過(guò)加密河道的左、右岸(堤)線和深泓線之間的中間線，并與河道實(shí)測(cè)斷面線相交，形成河道定向插值線段，進(jìn)一步定向插值生成反映河流三線基本特征的河道高程點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)河道地形自動(dòng)生成。該方法可以極大減少河道地形人工測(cè)量的人力、物力、財(cái)力的投入，同時(shí)生成的河道地形亦能充分體現(xiàn)河流的三線基本特征，保證了生成河道地形的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而提高水利工程應(yīng)用中的設(shè)計(jì)、計(jì)算和分析的準(zhǔn)確性，提高了行業(yè)應(yīng)用的效率和效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利工程領(lǐng)域，具體涉及一種體現(xiàn)河流基本特征的河道地形自動(dòng)生成方法。

背景技術(shù)

河道地形特別是河道水下地形在一般的測(cè)繪數(shù)據(jù)中都不提供，而河道地形數(shù)據(jù)往往是進(jìn)行洪水、泥沙運(yùn)移動(dòng)、污染物擴(kuò)散等水利分析計(jì)算的基礎(chǔ)。為了獲取較好的河道水下地形數(shù)據(jù)，常規(guī)的方法是進(jìn)行盡可能多的河道斷面測(cè)量，或直接密布測(cè)量點(diǎn)，使測(cè)量點(diǎn)均勻分布河道，再進(jìn)行常規(guī)插值計(jì)算得到河道地形，但這種方法往往要耗費(fèi)較多的人力和財(cái)力。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外也有相關(guān)公司和單位開(kāi)展了河道地形的研究開(kāi)發(fā)工作，較典型的是河海大學(xué)(CN104537717A)、泰瑞數(shù)創(chuàng)科技(北京)有限公司(CN103425856A)以及美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)在HecRAS洪水分析軟件中采用的直接斷面插值方法等。河海大學(xué)在CN104537717A專利公開(kāi)的技術(shù)中僅僅涉及河道地形專題地圖的制作方法，河道水下地形的高程點(diǎn)和等高線數(shù)據(jù)是通過(guò)實(shí)測(cè)獲取，沒(méi)有涉及河道水下地形的自動(dòng)生成技術(shù)，需要耗費(fèi)大量的人力財(cái)力去開(kāi)展河道水下地形的測(cè)量。泰瑞數(shù)創(chuàng)科技(北京)有限公司在CN103425856A專利公開(kāi)的技術(shù)中，采用了河道的矢量邊界線作為河道地形生成的邊界范圍，沿河道方向生成插值網(wǎng)格，再用克里金插值算法將每?jī)蓚€(gè)固定斷面中的格網(wǎng)點(diǎn)插值出高度值，最后將所有被賦上高度值的格網(wǎng)數(shù)據(jù)后生成通用的河道地形數(shù)據(jù)文件，這種方法保證了生成的河道地形按河道走勢(shì)分布，但不能保證河道地形的準(zhǔn)確性，特別沒(méi)有考慮河道水下地形中存在深泓的主要特征。美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)在HecRAS洪水分析軟件中采用的直接斷面插值方法僅僅采用兩個(gè)實(shí)測(cè)斷面直線相連進(jìn)行插值，這種方法可以一定程度上反映河道的深泓特征，但不能與真實(shí)河道彎曲地形的形態(tài)相匹配。

由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的河道地形生成方法，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何創(chuàng)設(shè)一種能夠較科學(xué)、真實(shí)反映河道地形的自動(dòng)生成方法，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能體現(xiàn)河流三線基本特征的河道地形自動(dòng)生成方法，以便較科學(xué)、真實(shí)反映河道水下地形。

為解決上上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種體現(xiàn)河流基本特征的河道地形自動(dòng)生成方法，包括如下步驟：

S1:提取河道實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)的左岸(堤)點(diǎn)、右岸(堤)點(diǎn)和深泓點(diǎn)，并將左岸(堤)點(diǎn)、右岸(堤)點(diǎn)和深泓點(diǎn)分別連成河道左岸(堤)線、右岸(堤)線和深泓線；

S2：在河道左岸(堤)線、右岸(堤)線和深泓線之間加密沿河道彎曲地形的中間線，確定河道定向插值線；

S3：由河道定向插值線與河道實(shí)測(cè)斷面相交，生成河道定向插值線段，并得到定向插值線段兩端點(diǎn)的高程；

S4：由河道定向插值線段及兩端點(diǎn)的高程，生成河道插值線段上插值點(diǎn)的高程，形成河道定向插值線段高程點(diǎn)；

S5：由河道定向插值線段高程點(diǎn)和實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)點(diǎn)一起形成能反映河道基本特征和彎曲走勢(shì)的河道地形高程點(diǎn)，進(jìn)而生成河道地形數(shù)字高程模型或河道地形等值線。

進(jìn)一步地，所述S1中，在將左岸(堤)點(diǎn)、右岸(堤)點(diǎn)和深泓點(diǎn)分別連成河道左岸(堤)線、右岸(堤)線和深泓線時(shí)，以高分辨率的遙感影像作參考背景進(jìn)行連線。