[发明专利]基于断面数据的主流速线自动规划方法

说明书

本发明公开了基于断面数据的主流速线自动规划方法，获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础；空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线；主流速线预测，根据已有的一段时间内的主流速线来预测下一时间段的主流速线；主流速线规划，对主流速线的生成、预测、编辑操作来实现自动规划，为相关部门提供决策分析与服务。本发明的有益效果可以节省航道部门在航道规划方面的成本，规划效率高。

技术领域

本发明属于航运技术领域，涉及基于断面数据的主流速线自动规划方法。

背景技术

过去航道主流线规划方法，花费的财力和物力较多，而且每次规划所花费的时间的较长，远远满足不了航道各部门的需求。本发明将地理信息系统、机器学习等技术应用于航道主流速线规划，在国内首次提出了基于此方法进行主流速线规划，在航道规划研究方面有较大创新，该方法不但节省了航道部门规划的财力物力而且能大大减少工作时间，可对相关领域的工作和研究有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供基于断面数据的主流速线自动规划方法，解决了目前航道规划方法复杂，规划效率低的问题。

本发明将相关技术应用于主流速线规划，利用航道断面数据进行空间插值，产生相应的所需数据，以断面数据计算产生相应的流速数据比率，根据阈值生成主流速线进行规划分析，并在此基础上实现流速线的预测。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤一：获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础；

步骤二：空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线；

步骤三：主流速线预测，根据已有的一段时间内的主流速线来预测下一时间段的主流速线；

步骤四：主流速线规划，对主流速线的生成、预测、编辑操作来实现自动规划，为相关部门提供决策分析与服务。

进一步，所述步骤一中，获取数据包括主流速线预测所需的空间数据和属性数据；构建数据库利用GIS软件和数据库软件筛选出研究区域所需的数据。

进一步，所述步骤二中空间插值过程为首先添加一个带有高程值的数据，作为生成的数据源，用该数据来生成TIN数据，然后将TIN数据转换成为DEM数据，为航道流速线分析所需的DEM数据；

主流速线生成方法为：

步骤601已处理的数据，包括经GIS空间插值和生成DEM后的数据，以及经处理后的断面数据；

步骤602生成等速线；

等速线中不同的颜色和线条表示水流的流速；

步骤603根据阈值生成主流速线；

生成主流速线有两种方式，第一种是在生成的等速线的基础上，确定一个流速线阈值，大于该阈值的主流速线区域，为航道的主流速线区域，该阈值对应的线为航道的主流速线；另一种方法是利用断面数据来生成，断面数据是由一系列的测点数据组成，在每个断面数据中选择相应的测点数据的阈值，然后用线条将测点数据连接起来，即为航道主流速线。

步骤604三次贝塞尔曲线平滑；

使用三次贝塞尔曲线进行平滑处理；

步骤605主流速线保存。

步骤606输出结果。

进一步，所述主流速线预测采用经验公式、线性回归、神经网络、元胞自动机、基因编程、基因表达式编程及其改进的模型。

本发明的有益效果：

可以节省航道部门在航道规划方面的成本，规划效率高。