基于断面数据的主流速线自动规划方法技术

本发明专利技术公开了基于断面数据的主流速线自动规划方法，获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础；空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线；主流速线预测，根据已有的一段时间内的主流速线来预测下一时间段的主流速线；主流速线规划，对主流速线的生成、预测、编辑操作来实现自动规划，为相关部门提供决策分析与服务。本发明专利技术的有益效果可以节省航道部门在航道规划方面的成本，规划效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航运
，涉及。
技术介绍
过去航道主流线规划方法，花费的财力和物力较多，而且每次规划所花费的时间 的较长，远远满足不了航道各部门的需求。本专利技术将地理信息系统、机器学习等技术应用于 航道主流速线规划，在国内首次提出了基于此方法进行主流速线规划，在航道规划研宄方 面有较大创新，该方法不但节省了航道部门规划的财力物力而且能大大减少工作时间，可 对相关领域的工作和研宄有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了目前航道 规划方法复杂，规划效率低的问题。 本专利技术将相关技术应用于主流速线规划，利用航道断面数据进行空间插值，产生 相应的所需数据，以断面数据计算产生相应的流速数据比率，根据阈值生成主流速线进行 规划分析，并在此基础上实现流速线的预测。 本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行： 步骤一：获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础； 步骤二：空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线； 步骤三：主流速线预测，根据已有的一段时间内的主流速线来预测下一时间段的 主流速线； 步骤四：主流速线规划，对主流速线的生成、预测、编辑操作来实现自动规划，为相 关部门提供决策分析与服务。 进一步，所述步骤1中，获取数据包括主流速线预测所需的空间数据和属性数据； 构建数据库利用GIS软件和数据库软件筛选出研宄区域所需的数据。 进一步，所述步骤二中空间插值过程为首先添加一个带有高程值的数据，作为生 成的数据源，用该数据来生成TIN数据，然后将TIN数据转换成为DEM数据，为航道流速线 分析所需的DEM数据； 主流速线生成方法为： 步骤601已处理的数据，包括经GIS空间插值和生成DEM后的数据，以及经处理后 的断面数据； 步骤602生成等速线； 等速线中不同的颜色和线条表示水流的流速； 步骤603根据阈值生成主流速线； 本专利技术生成主流速线有两种方式，第一种是在生成的等速线的基础上，确定一个 流速线阈值，大于该阈值的主流速线区域，为航道的主流速线区域，该阈值对应的线为航道 的主流速线；另一种方法是利用断面数据来生成，断面数据是由一系列的测点数据组成，在 每个断面数据中选择相应的测点数据的阈值，然后用线条将测点数据连接起来，即为航道 主流速线。 步骤604三次贝塞尔曲线平滑； 使用三次贝塞尔曲线进行平滑处理； 步骤605主流速线保存。 步骤606输入结果。 进一步，所述主流速线预测采用经验公式、线性回归、神经网络、元胞自动机、基因 编程、基因表达式编程及其改进的模型。 本专利技术的有益效果： 可以节省航道部门在航道规划方面的成本，规划效率高。 1)可以节省航道部门在航道规划方面的成本，通过该方法进行航道规划，可以大 大节省人力资源成本，传统航道规划主要是人工规划，这种方式花费的人力和物力较多，该 方法使其有较大改善； 2)使用这种方法进行规划，能大大节约航道规划的时间，提高航道规划的效率。【附图说明】 图1的流程图； 图2数据处理的基本流程图； 图3主流速线生成的流程图； 图4主流速线预测的基本流程图。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 下面将结合附图及具体实例对本专利技术所述的基于断面数据的主流速线自动规划 方法做进一步的描述。 如图1至图4所示，本专利技术包括如下步骤： 步骤一：获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础； 步骤20获取数据； 主要包括主流速线预测所需的空间数据和属性数据，可用GIS数据处理软件和 SQL数据库软件进行处理而得到。 步骤30构建空间数据库和属性数据库； 对于空间数据库，可用相应的GIS软件对已有的栅格数据或不规范地图数据进行 数字化处理，制成一幅数字化地图；属性数据库，包括航道演变预测所需的水文数据、地理 信息等数据，可利用SQL Server等数据库软件构建。针对已获取的初始数据，利用相应的 GIS软件和数据库软件筛选出研宄区域所需的数据，从而构建研宄所需的数据库。 步骤301选择流速数据txt文件； 步骤302读取数据到DataTable ; DataTable是一个临时保存数据的网格虚拟表（表示内存中数据的一个表）， DataTable表示一个内存的内关系数据的表，可以独立创建和使用，也可以由其他.NET Framework对象使用，最常见的情况是作为DataSet的成员使用，可使用DataTable临时保 存数据。 步骤303确定数据的最大左上角、右下角坐标； 断面数据是以txt形式存放的，txt里面包括断面数据的坐标（x，y)、流速、水深等 数据，若干断面数据的地理空间分布中会有一个最左上角、右下角坐标。 步骤304根据坐标范围确定背景地图dxf ; 断面数据内有相应的地理坐标，dxf文件存放着河段的地图背景，包括河岸线、零 米线等数据，根据断面内的坐标和dxf内的坐标，可进行相应的匹配，及把断面数据对应的 dxf背景地图匹配起来，以便于后续的决策分析。 步骤305加载背景dxf文件。 根据断面内的坐标和dxf内的坐标，可进行相应的匹配，然后编程将dxf背景地图 显示在对应的断面数据上，以便进行后续相关分析。 步骤二：空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线； 具体方法见步骤50DEM数据生成和步骤60主流速线生成。...

【技术保护点】
基于断面数据的主流速线自动规划方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤一：获取数据和构建数据库，为主流速线规划提供数据源基础；步骤二：空间插值和主流速线生成，空间插值生成DEM数据后，再生成主流速线；步骤三：主流速线预测，根据已有的一段时间内的主流速线来预测下一时间段的主流速线；步骤四：主流速线规划，对主流速线的生成、预测、编辑操作来实现自动规划，为相关部门提供决策分析与服务。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董文永，刘宇航，董学士，王豫峰，丁红，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42