[发明专利]一种体现河流基本特征的河道地形自动生成方法

说明书

本发明公开了一种体现河流基本特征的河道地形自动生成方法，属于水利工程领域，该方法由河道实测断面数据结合高分辨率遥感影像或已有河道矢量数据，提取反映河流基本特征的左、右岸(堤)线和河道深泓线，通过加密河道的左、右岸(堤)线和深泓线之间的中间线，并与河道实测断面线相交，形成河道定向插值线段，进一步定向插值生成反映河流三线基本特征的河道高程点，从而实现河道地形自动生成。该方法可以极大减少河道地形人工测量的人力、物力、财力的投入，同时生成的河道地形亦能充分体现河流的三线基本特征，保证了生成河道地形的科学性和准确性，从而提高水利工程应用中的设计、计算和分析的准确性，提高了行业应用的效率和效益。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种体现河流基本特征的河道地形自动生成方法。

背景技术

河道地形特别是河道水下地形在一般的测绘数据中都不提供，而河道地形数据往往是进行洪水、泥沙运移动、污染物扩散等水利分析计算的基础。为了获取较好的河道水下地形数据，常规的方法是进行尽可能多的河道断面测量，或直接密布测量点，使测量点均匀分布河道，再进行常规插值计算得到河道地形，但这种方法往往要耗费较多的人力和财力。

近年来国内外也有相关公司和单位开展了河道地形的研究开发工作，较典型的是河海大学(CN104537717A)、泰瑞数创科技(北京)有限公司(CN103425856A)以及美国陆军工程师兵团在HecRAS洪水分析软件中采用的直接断面插值方法等。河海大学在CN104537717A专利公开的技术中仅仅涉及河道地形专题地图的制作方法，河道水下地形的高程点和等高线数据是通过实测获取，没有涉及河道水下地形的自动生成技术，需要耗费大量的人力财力去开展河道水下地形的测量。泰瑞数创科技(北京)有限公司在CN103425856A专利公开的技术中，采用了河道的矢量边界线作为河道地形生成的边界范围，沿河道方向生成插值网格，再用克里金插值算法将每两个固定断面中的格网点插值出高度值，最后将所有被赋上高度值的格网数据后生成通用的河道地形数据文件，这种方法保证了生成的河道地形按河道走势分布，但不能保证河道地形的准确性，特别没有考虑河道水下地形中存在深泓的主要特征。美国陆军工程师兵团在HecRAS洪水分析软件中采用的直接断面插值方法仅仅采用两个实测断面直线相连进行插值，这种方法可以一定程度上反映河道的深泓特征，但不能与真实河道弯曲地形的形态相匹配。

由此可见，上述现有的河道地形生成方法，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何创设一种能够较科学、真实反映河道地形的自动生成方法，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能体现河流三线基本特征的河道地形自动生成方法，以便较科学、真实反映河道水下地形。

为解决上上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种体现河流基本特征的河道地形自动生成方法，包括如下步骤：

S1:提取河道实测断面数据的左岸(堤)点、右岸(堤)点和深泓点，并将左岸(堤)点、右岸(堤)点和深泓点分别连成河道左岸(堤)线、右岸(堤)线和深泓线；

S2：在河道左岸(堤)线、右岸(堤)线和深泓线之间加密沿河道弯曲地形的中间线，确定河道定向插值线；

S3：由河道定向插值线与河道实测断面相交，生成河道定向插值线段，并得到定向插值线段两端点的高程；

S4：由河道定向插值线段及两端点的高程，生成河道插值线段上插值点的高程，形成河道定向插值线段高程点；

S5：由河道定向插值线段高程点和实测断面数据点一起形成能反映河道基本特征和弯曲走势的河道地形高程点，进而生成河道地形数字高程模型或河道地形等值线。

进一步地，所述S1中，在将左岸(堤)点、右岸(堤)点和深泓点分别连成河道左岸(堤)线、右岸(堤)线和深泓线时，以高分辨率的遥感影像作参考背景进行连线。