[发明专利]一种基于一维洪水演进模型的大区域河流三维模拟方法

权利要求书

1.一种基于一维洪水演进模型的大区域河流三维模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据区域河流所在的中心线、河流两侧的山脊线、对应河流所在区域的DEM数据和三维场景显示范围分别计算得到河流实际范围以及河流的流程函数；

S2、根据河流两侧的山脊线、河流实际范围、河流的流程函数以及预设的最大河道垂直落差，计算得到构建河流面所需的连接断面的位置；

所述步骤S2包括以下步骤：

S201、根据预先设置的断面之间高程最大落差h和流程位置的高程z计算得到所有渲染范围内所有的断面位置，并根据所述断面位置计算得到断面总数m：

其中，表示河流流程上游第一个点高程位置，表示最后一个点n点的高程值；

S202、根据所述河流的流程函数以及所有断面的位置坐标，计算得到所有m个断面的位置坐标d_i；

S203、设置河流中心线的垂直线作为断面线，并根据所述所有m个断面的位置坐标d_i与河流两侧的山脊线的交点，得到每一个断面的断面线段，并根据断面的断面线段计算得到连接断面的位置；

S3、根据模拟的时间段等分时间间隔，并根据等分时间间隔以及连接断面的位置，利用一维洪水演进模型计算得到每一个断面点位置在固定时刻基于坐标的水位高程，并根据所述基于坐标的水位高程迭代连接相邻两个断面和河流两侧的山脊线，得到河面分段多边形；

所述步骤S3包括以下步骤：

S301、根据模拟的时间段等分时间间隔；

S302、利用圣维南方法计算得到一维洪水演进模型，并设置大区域河流三维模拟精度以及断面间隔；

S303、根据所述断面间隔、时间间隔的给定时间点t_i、断面位置s_m流量值和水位高程h_ti，计算得到当前展示范围内的所有断面位置的水位高程；

S303、根据所有断面线段的两个点高程z _i1和z _i2以及所有断面位置的水位高程，计算得到的基于坐标的水位高程h_ti，则更新z _i1= z _i2=h_ti，并迭代更新所有断面线的基于坐标的水位高程h_ti；

S304、根据所述基于坐标的水位高程，迭代连接相邻两个断面和河流两侧的山脊线，得到河面分段多边形；

S4、根据DEM数据，对两个断面形成的河面分段多边形均匀插入内部点，并进行限定Delaunay三角形划分，形成三维网格曲面；

S5、根据所述三维网格曲面和洪水演进模拟的时间段，利用动态纹理映射方法对时间和洪水的水流方向进行模拟，完成当前时刻基于一维洪水演进模型的大区域河流三维模拟；

S6、根据动态模拟的时间序列，重复迭代步骤S3至步骤S5完成连续时间段内基于一维洪水演进模型的大区域河流三维模拟。