[发明专利]一种基于断面要素的断面插值方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于断面要素的断面插值方法及装置，包括如下步骤：计算待插值断面的上、下游断面各水深对应的断面要素；计算待插值断面的河底高程和断面高度；计算待插值断面水深对应的上、下游断面水深；计算待插值断面水深对应的断面要素；输出结果。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明本发明步骤简洁，无需计算待插值断面的断面形态，即可直接算出待插值断面的断面要素，用于数值模拟计算，省略了中间步骤，大大节省了程序开发的代码量和计算机运行程序的计算量。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种基于断面要素的断面插值方法及装置。

背景技术

测绘专业人员在对河流断面进行大断面测量时，测量间距多超过1km，间距大者甚至超过10km。但是对于数值模拟计算来说，过大的计算间距极易导致计算过程不收敛。因此数值模拟计算的断面间距多小于1km。而对应的解决方法则是进行断面插值，即通过插值算法，由上下游的断面形态插值出处于这两个断面中间位置断面的断面形态。

但是，数值模拟计算时，所需的是断面形态所对应的断面要素，如湿周、断面宽度、河底高程等，而非断面形态本身。现有技术在断面插值时，普遍采用先插值出断面形态，然后再计算对应的断面要素的方法，这无疑会给程序开发人员增加代码量，程序运行时也会无谓地消耗计算机的计算能力。

鉴于此，本发明提出一种基于断面要素的断面插值方法及装置，即在断面插值时，无需插值断面形态，直接插值断面要素，实现在插值断面上进行数值模拟计算的断面插值方法。

发明内容

为解决背景技术中断面插值的代码量和计算量庞大的问题，本发明提供了一种基于断面要素的断面插值方法，具体技术方案如下。

一种基于断面要素的断面插值方法，包括如下步骤：

步骤一：根据待插值断面上、下游断面的起点距和高程，计算待插值断面的上、下游断面各高程对应的断面要素以及待插值断面的上、下游断面的河底高程和断面高度；

步骤二：根据断面距离以及待插值断面的上、下游断面的河底高程和断面高度，计算待插值断面的河底高程和断面高度；

步骤三，根据断面高度以及待插值断面的水深，计算待插值断面的上、下游断面的水深；

步骤四，根据断面距离，待插值断面的上、下游断面各高程对应的断面要素、待插值断面的上、下游断面的河底高程和断面高度，以及待插值断面的上、下游断面的水深，计算待插值断面高程对应的断面要素；

步骤五，输出待插值断面高程对应的断面要素，以及待插值断面的河底高程和断面高度。

其中，

步骤一中所述的待插值断面上、下游断面的起点距和高程，为已知的实测数据；所述待插值断面的上、下游断面各水深对应的断面要素以及待插值断面的上、下游断面的河底高程、断面高度的计算，是基于在先进行的断面要素的数值计算结果；

步骤三中所述的待插值断面水深，为已知的实测数据；

步骤二和步骤四中所述断面距离，为待插值断面至上游断面的断面距离以及待插值断面至下游断面的断面距离，为已知的实测数据；

所述根据待插值断面上、下游断面的起点距和高程，计算待插值断面的上、下游断面各高程对应的断面要素待插值断面的上、下游断面的河底高程和断面高度，断面水深的计算方法，以及线性插值算法，均为现有算法。(参考文献：周雪漪.计算水力学[M].清华大学出版社,1995.)

优选地，所述断面要素选自湿周、过水面积、断面宽度和流量模数中的至少一个。

优选地，所述步骤二中，以断面距离为权重，采用线性插值算法，计算待插值断面的河底高程和断面高度。