[发明专利]水利信息化系统洪水高效模拟与高逼真可视化动态展示方法

权利要求书

1.一种水利信息化系统洪水高效模拟与高逼真可视化动态展示方法，其特征在于：基于地理信息平台ArcGis和洪水建模平台MIKE，利用一维水动力学模型基本资料和计算结果进行二维洪水动态展示，步骤如下：

步骤1、二维网格制作：

制作二维网格并将所述二维网格转换为shp矢量图层格式；其具体方法为：

步骤1.1、计算网格范围边界线：首先，统计一维水动力学模型结果中各河道断面在最大水位时的左、右岸水面距离河道中心线的宽度；其次，河道断面内插，即为使边界线过渡均匀，在河道弯道处，以同网格剖分步长相同的间距内插河道断面，内插河道断面左、右岸最大水面宽度根据上、下游原断面最大水面宽度内插得到；接着，边界线控制点坐标计算，即以河道中心线与左、右岸宽度为基础，通过几何计算得到各河道断面左、右岸最大水面宽度位置处的控制点坐标位置，作为边界线控制点；最后，连接这些边界线控制点成为网格剖分的范围边界线；

步骤1.2、网格剖分：在所述洪水建模平台MIKE提供的工具Mesh Generator中，以步骤1.1确定的网格范围边界线为边界，以各河道断面控制点平均间距为步长，进行网格剖分，生成mesh格式文件；

步骤1.3、转换为shp矢量图层格式：采用洪水建模平台MIKE提供的Mike2Shp工具将所述mesh格式文件转换为ArcGis使用的shp矢量图层格式，所述shp矢量图层里包含剖分的三角矢量面要素；

步骤2、网格地形插值：

以河道中心线和各河道断面上的控制点为基础，通过几何计算得到各河道断面上控制点的平面坐标，结合其高程坐标，使其成为包含X、Y、Z坐标信息的高程散点数据，将这些高程散点数据导入ArcGis中，然后采用空间数据处理方法对步骤1制作的网格shp图层里的矢量面要素进行高程插值；

步骤3、各时刻网格水深插值：

首先，根据洪水动态展示流畅度需要，按一定时间步长提取各时刻下的一维水动力学模型结果数据，即各时刻下各所有河道断面的水位；接着，采用步骤2网格地形插值相同的方法，内插各时刻下网格面要素的水位属性值，使各网格面要素进一步具有水位属性，并根据时刻顺序单独保存为一系列shp图层文件；最后，针对各时刻所述shp图层文件，均采取水位属性减地形高程属性，得到水深属性，并删除水深值为负的网格面要素；

步骤4、结果时态数据制作：

将各时刻结果shp图层文件合并成一个包含时态数据的shp图层文件，并添加对应的时间字段属性；

步骤5、洪水动态展示：

在ArcGis中对步骤4制作的最终结果shp文件图层进行设置，实现洪水的动态展示，其方法为：在图层属性符号系统里，对不同水深属性值不同的网格面要素设置不同的颜色，并设置一定的透明度，实现分色渲染，最后通过在ArcGis桌面端按一定帧率播放该时态数据，即实现洪水在桌面端的动态展示，实现在Web前端的洪水动态展示。

2.根据权利要求1所述的水利信息化系统洪水高效模拟与高逼真可视化动态展示方法，其特征在于：在所述地理信息平台ArcGis中，实现步骤2中对网格shp图层里的矢量面要素进行高程插值方法为：

步骤2.1、地形栅格面生产：采用ArcGis中的“自然领域法”工具，以所述高程散点数据为基础，使用自然邻域法将高程散点数据生产成地形栅格面；

步骤2.2、网格地形高程插值：采用ArcGis中的“插值Shape”工具，基于生成的所述地形栅格面对网格面要素进行插值，使网格面要素具有高程属性。

3.根据权利要求1所述的水利信息化系统洪水高效模拟与高逼真可视化动态展示方法，其特征在于：在地理信息平台ArcGis中，实现步骤4中制作结果时态数据的方法为：

步骤4.1、添加时间属性字段：采用ArcGis中的“添加字段”工具，在步骤3制作的各时刻shp图层文件里，添加与该时刻对应的时间字段属性；

步骤4.2、要素和图层合并：采用ArcGis中的“追加”工具，按时间从前到后的顺序，对添加完时间字段属性的各时刻结果shp图层文件进行合并，使之最终成为一个整体的结果shp文件；

步骤4.3、设置为时态数据：在最终的所述结果shp文件图层属性里启用时间，使之成为时态数据，并设置时间字段、时间步长间隔参数。