一种水库冲刷淤积计算方法技术

本发明专利技术涉及一种水库冲刷淤积计算方法，属于工程测量数据应用技术领域，具体是一种水库冲刷淤积计算方法。本发明专利技术的方法，采用多期实测水库地形数据成果创建规则格网DEM数据，然后对DEM格网单元进行三角剖分并利用不同类别的三角柱模型计算各体积单元的冲刷体积和淤积体积，再进行累加得到总体的冲刷体积和淤积体积，实现了水库冲刷淤积的准确计算。本发明专利技术的方法设计合理，具有自动化程度高、效率高、准确性好、成本低等特点。成本低等特点。成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种水库冲刷淤积计算方法


[0001]本专利技术属于工程测量数据应用
，具体是一种水库冲刷淤积计算方法。

技术介绍

[0002]在水库运行中，水库的冲刷淤积计算对于了解水库的运行状态具有重要作用，水库运维管理人员可依据该信息把握水库运行的总体情况，必要时可采取库区清淤工作以保证水库的运行安全。
[0003]目前对于水库冲刷淤积的计算方式有多种，主要包括规则网格镶嵌法、断面法、DTM法、三角柱法等。其中，三角柱法是较为精确的一种计算模型，但目前的三角柱计算方法中，只考虑了常规形式下的三角柱模型，没有顾及到非常规的情况，另外常用的基于不规则三角网的DEM构建方式不能保证两期DEM数据节点互相对应，给三角柱法的应用带来不便，因此存在一定不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决目前水库冲刷淤积计算模型中存在的不足的问题，提出一种冲刷淤积计算方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案实现。
[0006]一种水库冲刷淤积计算方法，所述的水库冲刷淤积计算方法包括以下步骤：
[0007]步骤1，利用不同期的实测水库地形数据成果，创建至少两期规则格网形式的数字高程模型：DEM；
[0008]步骤2，将至少两期规则格网DEM的每个格网单元以一条对角线进行划分，得到冲刷淤积计算基本单元；所述的冲刷淤积计算基本单元即体积单元；
[0009]步骤3，对每个体积单元计算冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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。
[0010]本专利技术所述的水库冲刷淤积计算方法包括步骤4，将每个体积单元的冲刷体积和淤积体积累加，得到两期数据总共的冲刷体积Ve和淤积体积Vs。
[0011]本专利技术所述的步骤1具体为：(1)收集同一个水库的至少两期实测地形数据成果，检查数据的完整性和有效性；(2)设定规则格网的起止坐标及格网大小d；(3)利用多期实测地形数据，按照设定好的规则格网，分别创建多期规则格网DEM数据。
[0012]本专利技术所述的步骤2具体为：将两期规则格网DEM数据的各个格网单元按照对角线进行剖分，则每一个格网单元可以划分为两个体积单元，构建体积单元集合V。
[0013]本专利技术所述的步骤3具体为：(1)从体积单元集合V中任取一个体积单元V
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，(2)根据各个节点两期高程的大小判断该体积单元属于哪一个类别；(3)根据各类别的体积计算公式分别计算该体积单元中的冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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；(4)重复上述过程，知道所有的体积单元遍历完毕，则得到了所有体积单元的冲刷体积和淤积体积。
[0014]本专利技术所述的步骤4具体为：将每个体积单元的冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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进行累加，得到两期数据总共的冲刷体积Ve和淤积体积Vs。
[0015]本专利技术所述的步骤2中，冲刷淤积计算基本单元包含类别1：纯冲刷，具体为，体积单元中后一期节点的高程全部不大于前一期节点高程，则该体积单元内全部为冲刷；冲刷体积为三角柱体A1B1C1ABC的体积，设点A、B、C的平面坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)，h1、h2、h3分别为AA1、BB1、CC1的高程差，则体积计算公式如下：
[0016][0017]本专利技术所述的步骤2中，冲刷淤积计算基本单元包含类别2：纯淤积，具体为，体积单元中后一期节点的高程全部不小于前一期节点高程，则该体积单元内全部为淤积。淤积体积为三角柱体A1B1C1ABC的体积，设点A、B、C的平面坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)，h1、h2、h3分别为AA1、BB1、CC1的高程差，则体积计算公式如下：
[0018][0019]本专利技术所述的步骤2中，冲刷淤积计算基本单元包含类别3：半冲刷，具体为，体积单元中后一期节点有且只有一个点高程大于前一期对应节点高程，则该体积单元内部分为冲刷。冲刷部分为五面体EFAA1B1B，其体积等于四棱锥C1AA1B1B的体积减去四棱锥C1EFAB的体积，记四边形AA1B1B的面积为S1，C1到平面AA1B1B的距离为h1，四边形EFAB的面积为S2，C1到平面EFAB的距离为h2；淤积部分为三棱锥CC1EF，记三角形C1EF的面积为S3，C到平面C1EF的距离为h3，则体积计算公式如下：
[0020][0021]本专利技术所述的步骤2中，冲刷淤积计算基本单元包含类别4：半淤积，具体为，体积单元中后一期节点有且只有一个点高程小于前一期对应节点高程，则该体积单元内部分为淤积。淤积部分为五面体EFAA1B1B，其体积等于四棱锥C1AA1B1B的体积减去四棱锥C1EFAB的体积，记四边形AA1B1B的面积为S1，C1到平面AA1B1B的距离为h1，四边形EFAB的面积为S2，C1到平面EFAB的距离为h2；冲刷部分为三棱锥CC1EF，记三角形C1EF的面积为S3，C到平面C1EF的距离为h3，则体积计算公式如下：
[0022][0023]本专利技术设计合理，具有自动化程度高、效率高、准确性好、成本低等特点。具体体现为：
[0024]1、本专利技术利用实测地形数据创建规则格网DEM，能够较好的保持地形的完整性，能够比较真实的反应实际地形变化，根据两期DEM节点高程的大小关系运用不同类别的体积计算公式，较好的反应了地形的变化情况，能够得到更为精确的冲刷淤积计算结果。
[0025]2、本专利技术采用的冲刷淤积计算模型能够较好的反应出实际地形的变化情况，计算结果准确。
[0026]3、本专利技术自动化程度高，冲刷淤积计算无需人工干预，可以直接得到计算结果。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的总体处理流程图。
[0028]图2是步骤1的处理流程图。
[0029]图3是步骤2的示意图。
[0030]图4是步骤3的处理流程图。
[0031]图5是不同类别体积计算单元的示意图。
[0032]图6是两期规则格网DEM(部分)示例图。
[0033]图7是两期规则格网DEM三角剖分示例图。
[0034]图8是体积单元内计算冲刷淤积体积(灰色为冲刷，黑色为淤积)示例图。
[0035]图9是体积累加得到总共的冲刷体积和淤积体积示例图。
具体实施方式
[0036]见图1，一种水库冲刷淤积计算方法，包括以下步骤：
[0037]步骤1，利用不同期的实测水库地形数据成果，创建两期规则格网形式的数字高程模型(以下简称DEM)；具体步骤为(如图2)：
[0038](1)收集同一个水库的至少两期实测地形数据成果，检查数据的完整性和有效性；
[0039](2)设定规则格网的起止坐标及格网大小d；
[0040](3)利用多期实测地形数据，按照设定好的规则格网，分别创建多期规则格网DEM数据。
[0041]步骤2，将两期规则格网DEM的每个格网单元以一条对角线进行划分，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的水库冲刷淤积计算方法包括以下步骤：步骤1，利用不同期的实测水库地形数据成果，创建至少两期规则格网形式的数字高程模型：DEM；步骤2，将至少两期规则格网DEM的每个格网单元以一条对角线进行划分，得到冲刷淤积计算基本单元；所述的冲刷淤积计算基本单元即体积单元；步骤3，对每个体积单元计算冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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。2.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的水库冲刷淤积计算方法包括步骤4，将每个体积单元的冲刷体积和淤积体积累加，得到两期数据总共的冲刷体积Ve和淤积体积Vs。3.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：(1)收集同一个水库的至少两期实测地形数据成果；(2)设定规则格网的起止坐标及格网大小d；(3)利用多期实测地形数据，按照设定好的规则格网，分别创建多期规则格网DEM数据。4.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：将两期规则格网DEM数据的各个格网单元按照对角线进行剖分，则每一个格网单元可以划分为两个体积单元，构建体积单元集合V。5.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的步骤3具体为：(1)从体积单元集合V中任取一个体积单元V
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，(2)根据各个节点两期高程的大小判断该体积单元属于哪一个类别；(3)根据各类别的体积计算公式分别计算该体积单元中的冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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；(4)重复上述过程，知道所有的体积单元遍历完毕，则得到了所有体积单元的冲刷体积和淤积体积。6.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的步骤4具体为：将每个体积单元的冲刷体积Ve
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和淤积体积Vs
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进行累加，得到两期数据总共的冲刷体积Ve和淤积体积Vs。7.根据权利要求1所述的水库冲刷淤积计算方法，其特征在于，所述的步骤2中，冲刷淤积计算基本单元包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪诗奇，王莹，石晨辰，孙嘉骏，郜士彬，任威，徐儒林，刘祜昌，肖胜昌，李正品，陈科，李曦凌，
申请(专利权)人：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：