台状不规则体任意高度体积及水平截面面积测量方法技术

本发明专利技术公开了台状不规则体任意高度体积及水平截面面积测量方法，通过计算台状不规则体的体积，进而计算台状不规则体的任意高度体积及任意高度水平截面面积，从而绘制台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积随高度变化曲线，即水位

【技术实现步骤摘要】
台状不规则体任意高度体积及水平截面面积测量方法


[0001]本专利技术属于水利工程
，涉及台状不规则体任意高度体积测量方法，还涉及台状不规则体任意高度水平截面面积测量方法。

技术介绍

[0002]在水利水电工程中，需要及时、准确的获取水位
‑
库容曲线及水位
‑
水位面积变化曲线，从而对水位的变化进行监测，以获取准确的调节库容、冰冻库容、蒸发量等信息，及时对水位进行调整，尤其在汛期，能够根据水位的变化对防汛策略的选择提供依据。但是水库等建筑经常为一些台状不规则体，目前多通过三维建模测量此类几何体体积、任意高度处水平截面以下部分的体积以及任意高度处水平截面的面积，从而获取水位信息，其耗时长，获取水位信息滞后且对技术人员要求较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供台状不规则体任意高度体积测量方法，能够快速准确的得到库容曲线，以便实时监测水位的变化。
[0004]本专利技术的另一目的是台状不规则体任意高度水平截面面积测量方法，能够快速准确的得到水位
‑
水位面积曲线，以便实时监测水位面积的变化。
[0005]本专利技术所采用的第一种技术方案是，台状不规则体任意高度体积测量方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1通过软件获取台状不规则几何体的顶面面积和底面面积；
[0007]步骤2，根据步骤1得到的顶面面积和底面面积计算台状不规则体的总体积；
[0008]步骤3，根据步骤2得到的台状不规则体的总体积计算台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积；
[0009]步骤4，根据步骤3得到的台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积与高度的关系，绘制水位
‑
库容变化曲线，根据库容曲线实时获取水位信息。
[0010]本专利技术第一种技术方案的特征还在于，
[0011]步骤1中，台状不规则几何体的定义为：在水平投影面上，封闭曲线L2由封闭曲线L1等距偏移得到，即偏移距离M为定值，并且底面与顶面均为水平面。
[0012]步骤1中，软件为CAD、Catia或Rhino中的一种。
[0013]步骤2中，计算台状不规则体的总体积的表达式为：
[0014][0015]式(1)中，V为台状不规则体总体积，S2为顶面面积，S1为底面面积，M为偏移距离，H为台状不规则体总高度，L1为底面封闭曲线的长度；
[0016]若偏移距离M未知，则i为坡比。
[0017]步骤3中，计算台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积的表达式为：
[0018]V
h
＝S1×
h+(h
×
Δ2+L1)
×
A
h
ꢀꢀ
(2)
[0019]式(2)中，V
h
为台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积，h为台状不规则体任意高度，S1为底面面积，L1为底面封闭曲线的长度；
[0020]其中，
[0021][0022][0023][0024][0025]式(2)
‑
(5)中，H为台状不规则体总高度，M为偏移距离，V为台状不规则体总体积，h为台状不规则体任意高度。
[0026]本专利技术所采用的第二种技术方案是，台状不规则体任意高度水平截面面积测量方法，具体按照以下步骤实施：
[0027]步骤1，通过软件获取台状不规则几何体的顶面面积和底面面积；
[0028]步骤2，根据步骤1得到的顶面面积和底面面积计算台状不规则体的总体积；
[0029]步骤3，根据步骤2得到的台状不规则体的总体积计算台状不规则体任意高度处水平截面面积；
[0030]步骤4，根据步骤3得到的台状不规则体任意高度处水平截面面积与高度的关系，绘制水位
‑
水位面积变化曲线，根据水位
‑
水位面积变化曲线实时获取水位面积信息。
[0031]本专利技术第二种技术方案的特征还在于，
[0032]步骤1中，台状不规则几何体的定义为：在水平投影面上，封闭曲线L2由封闭曲线L1等距偏移得到，即偏移距离M为定值，并且底面与顶面均为水平面。
[0033]步骤1中，所述软件为CAD、Catia或Rhino中的一种。
[0034]步骤2中，计算台状不规则体的总体积的表达式为：
[0035][0036]式(7)中，V为台状不规则体总体积，S2为顶面面积，S1为底面面积，M为偏移距离，H为台状不规则体总高度，L1为底面封闭曲线的长度；
[0037]若偏移距离M未知，则i为坡比。
[0038]步骤3中，计算台状不规则体任意高度处水平截面面积的表达式为：
[0039][0040]式(8)中，S
h
为台状不规则体任意高度处水平截面面积，h为台状不规则体任意高度，S1为底面面积，L1为底面封闭曲线的长度，M为偏移距离，H为台状不规则体总高度；
[0041]其中，
[0042][0043][0044][0045][0046]式(9)
‑
(12)中，V为台状不规则体总体积；L1为底面封闭曲线的长度，M为偏移距离，H为台状不规则体总高度。
[0047]本专利技术的有益效果是，本专利技术台状不规则体任意高度体积及水平截面面积测量方法，涉及参数少，能够快速的得到的任意高度体积及任意高度处水平截面面积，从而能够快速绘制出水利水电工程中的库容曲线及水位
‑
水位面积变化曲线，以便于对水位及水位面积进行实时监测，方法简单、易于操作、对技术人员的要求较低；并且本专利技术还适用于多个台状不规则体叠加组成的几何体。
附图说明
[0048]图1是本专利技术所涉及的台状不规则体的平面示意图；
[0049]图2是本专利技术所涉及的台状不规则体的剖面图；
[0050]图3是本专利技术所得到的体积随高度变化曲线图；
[0051]图4是本专利技术所得到的截面面积随高度变化曲线图；
[0052]图5是本专利技术所涉及的多层台状不规则体结构示意图；
[0053]图6为本专利技术实施例水位
‑
库容及水位
‑
水位面积曲线。
具体实施方式
[0054]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0055]本专利技术提供一种台状不规则体任意高度体积测量方法，具体按照以下步骤实施：
[0056]步骤1，通过CAD、Catia或Rhino中的一种软件绘制台状不规则几何体的顶面及底面，从而获取台状不规则几何体的顶面面积和底面面积；：如图1和图2所示，台状不规则几何体为在水平投影面上，封闭曲线L2由封闭曲线L1等距偏移得到(即顶面的封闭曲线L2由底面封闭曲线L1等距偏移得到)，即偏移距离M为定值，并且底面与顶面均为水平面；
[0057]步骤2，计算台状不规则体的总体积，具体表达式为：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.台状不规则体任意高度体积测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，通过软件获取台状不规则几何体的顶面面积和底面面积；步骤2，根据步骤1得到的顶面面积和底面面积计算台状不规则体的总体积；步骤3，根据步骤2得到的台状不规则体的总体积计算台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积；步骤4，根据步骤3得到的台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积与高度的关系，绘制水位
‑
库容变化曲线，实时获取水位信息。2.根据权利要求1所述的台状不规则体任意高度体积测量方法，其特征在于，所述步骤1中，台状不规则几何体的定义为：在水平投影面上，封闭曲线L2由封闭曲线L1等距偏移得到，即偏移距离M为定值，并且底面与顶面均为水平面。3.根据权利要求1所述的台状不规则体任意高度体积测量方法，其特征在于，所述步骤1中，所述软件为CAD、Catia或Rhino中的一种。4.根据权利要求1所述的台状不规则体任意高度体积测量方法，其特征在于，所述步骤2中，计算台状不规则体的总体积的表达式为：式(1)中，V为台状不规则体总体积，S2为顶面面积，S1为底面面积，M为偏移距离，H为台状不规则体总高度，L1为底面封闭曲线的长度；若偏移距离M未知，则i为坡比。5.根据权利要求4所述的台状不规则体任意高度体积测量方法，其特征在于，所述步骤3中，计算台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积的表达式为：V
h
＝S1×
h+(h
×
Δ2+L1)
×
A
h
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式(2)中，V
h
为台状不规则体任意高度处水平截面以下部分体积，h为台状不规则体任意高度，S1为底面面积，L1为底面封闭曲线的长度；其中，其中，其中，其中，式(2)
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明仓，蔡新合，雷艳，李锋，李恬，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：