[发明专利]基于多源异构数据的河床三维模型生成方法

说明书

本发明公开了一种基于多源异构数据的河床三维模型生成方法，包含：获取输入数据；通过获取到的输入数据进行检测和河床识别并建立初始模型；进行异构数据三维标准矢量处理数字化处理河床采样量比点Sl；重组向性采样向量；计算SN坐标和Cx处理；对计算出的SN坐标进行线性插值；将线性差值后的结果转换回真实笛卡尔乘积下的河床地形点云；将转换得到的河床地形点云与DEM数据合并形成新DEM数据。本发明的基于多源异构数据的河床三维模型生成方法，通过多源异构数据技术，采用面向流动的坐标变换的改进算法，转化为高精度的河床地形三维，实现离散的横截面数据，从而快速形成剖面并生成河床地形。生成的河床地形三维可与原先的DEM数据融合。

技术领域

本发明涉及一种基于多源异构数据的河床三维模型生成方法。

背景技术

河网水系是我国东部平原区关键的生态廊道和自然生境,它通过河流分级、河网密度、河流频度、河流数目以及河流长度等自然因素,影响着河流形态、水系结构、调蓄能力、水循环过程以及区域景观特征,具有鲜明的地域特点。

传统的河床三维模型的建设方法主要分为三个阶段，第一阶段是建模准备，主要是通过专业测量设备、无人船设备、无人机设备、激光雷达设备或者声纳设备收集到的空间影像资料和物理网格化资料按照统一的分类命名规则进行预处理，并与地形图、岩石层、截污层信息等多源数据按照建模的具体目标进行联合处理。第二阶段是进行具体建模，采用的方法主要包括基于声纳的建模方法、基于层位标定的声纳快速数据叠加方法、三维地质多场耦合建模方法、基于网状含拓扑剖面建模方法、基于交叉折剖面的建模方法、基于多源交互复杂地质体建模方法等，并按照建模目标对模型进行动态的调整和优化；第三阶段是对模型进行不确定性分析和评价，最后进行模型的集成和可视化研究。

但是在当前河床三维建模的过程中，特别是平原地区的工业化厂区及开发区河流三维建模过程中，在数据准备、模型建设阶段均存在一定的不足之处，需要根据平原地区的特征进行改进。首先，在模型的数据准备阶段，一般是根据河床数据的成果，通过软件生成点云数据，然后基于软件对模型还原采用抽稀或者加密方式建模，形成比较完整的河床三维模型。由于这样的河床模型过于依赖底层数据，无法通过比较好的手段和方法去矢量化数据，也不能将多种数据来源的水下数据加以直接利用，其建模的过程异常复杂，且建模结果的精度普遍较低。

因此，基于现有的建模软件和建模算法，其模型建设精度、建设方式、建设周期、所需数据都会制约建模的统一性和时效性，生成和维护标准的河床模型也难以快点推广和有相当大代价的技术壁垒，对多源数据的整合及生成河床三维模型会有很多棘手问题。

发明内容

本发明提供了一种基于多源异构数据的河床三维模型生成方法解决上述提到的技术问题，具体采用如下的技术方案：

一种基于多源异构数据的河床三维模型生成方法，包含以下步骤：

获取输入数据，输入数据包含测量横断面数据和DEM数据；

通过获取到的输入数据进行检测和河床识别并建立初始模型；

进行异构数据三维标准矢量处理数字化处理河床采样量比点Sl；

重组向性采样向量；

计算SN坐标和Cx处理；

对计算出的SN坐标进行线性插值；

将线性差值后的结果转换回真实笛卡尔乘积下的河床地形点云；

将转换得到的河床地形点云与DEM数据合并形成新DEM数据。

进一步地，获取输入数据的具体方法为：

对获取到的输入数据，按照需要使用多元异构数据形成统一数据标准。

进一步地，通过获取到的输入数据进行检测和河床识别并建立初始模型的具体方法为：