一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法技术

本发明专利技术提供一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法，属于地图学与地理信息系统技术领域，步骤：1)矢量断面数据文件准备和设定；2)以矢量数据为基础完成三维信息计算；3)根据三维信息计算成果进行断面图数据信息的转换计算；4)根据断面图比例尺等参数需求完成图上信息的分析计算；5)按参数批量完成大体量多数量的断面图剖面实体绘制；6)根据桩号等断面图要素需求完成图饰整饰标记。本发明专利技术以高精密地理空间三维矢量数据文件和断面布设文件为基础，利用地理空间拓扑关系计算断面绘制要素信息，实现大数据量批量自动绘制水利断面图的一种方法。该方法适应多种数据来源，最大限度减少人工干预，以提高数据生产质量和效率。以提高数据生产质量和效率。以提高数据生产质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法


[0001]本专利技术属于地图学与地理信息系统
，提供一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法。

技术介绍

[0002]水利工程规划设计与勘测阶段，基于地形地貌的纵横断面成果的需求较多，经常需要完成断面数据的采集、加工和绘制工作。当前获取断面信息的方式多种多样，包括外业实地测绘、地形图加工提取和数字三维地形模型、三维激光扫描点云、无人船水下测量、数字高程模型等多种已有成果交互提取等方法均能实现断面数据的获取。但在数据获取的基础上能实现大数量批量式的断面图绘制能力的手段较为欠缺。
[0003]水利工程建设，特别是引水水利工程和农田水利工程建设常需完成数百甚至上千公里的断面成果生产，拥有批量式的大体量自动断面图生产技术方案能解决大量的项目生产效率和成果质量的问题十分迫切。因此，结合当前数据采集的手段，综合分析项目生产需求，专利技术一种基于高精度断面采集成果完成精密的水利水电地形断面大体量批量式图形成果绘制处理的方法，满足水利水电工程规划设计阶段的工程需要就特别必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要针对高精度断面矢量数据以往通过逐条断面半自动完成断面图绘制的方式所带来的成果质量和生产效率的瓶颈性问题，提出一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法，通过地理空间拓扑关系批量完成高精度断面矢量数据的断面三维信息计算、断面图成果信息计算、断面图图上信息计算以及断面图剖面实体绘制与整饰工作，形成生产标准的断面图件成果。该方法在实现高质量精准完成地形断面图绘制的同时，用自动化批量化方案实现生产效率的极大提高，从而解放了劳动力实现了生产成本的降低，在水利工程规划与勘测设计中为支撑土方计算、河道深泓变迁分析、河道流量分析等工作提供便捷。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法，包括以下几个步骤：
[0007]1)矢量断面数据文件准备和设定；
[0008]2)以矢量数据为基础完成三维信息计算；
[0009]3)根据三维信息计算成果进行断面图数据信息的转换计算；
[0010]4)根据断面图比例尺等参数需求完成图上信息的分析计算；
[0011]5)按参数批量完成大体量多数量的断面图剖面实体绘制；
[0012]6)根据桩号等断面图要素需求完成图饰整饰标记。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术提供了一种以高精密地理空间三维矢量数据文件和断面布设文件为基础，利用地理空间拓扑关系计算断面绘制要素信息，实现大数据量批量自动绘制水利断面图的
一种方法。该方法适应多种数据来源，最大限度减少人工干预，以提高数据生产质量和效率，填补了当前水利工程规划和勘测设计阶段应用特点的部分空白。
附图说明
[0015]图1为一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法的实现流程图。
[0016]图2为断面布设图，包含断面布设线与断面高程点实体等信息，图中字母含义：A：纵断布设线；B：横断布设线；C：断面高程点实体；D：纵断布设线起点里程桩号标注；E：纵断面名称；F：横断面名称(以该横断布设线与纵断布设线交汇处桩号为名)；G：横断布设线与纵断布设线交汇点。
[0017]图3为断面布设图中重要的布设信息标记。
[0018]图4为断面图重点要素分布关系。
[0019]图5为断面图断面线绘制成果。
[0020]图6为断面图图饰整饰标记信息参数设置
[0021]图7为批量断面绘制成果案例图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术解决的方法问题、采用的方法方案和达到的方法效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法的实现流程图。下面对水利水电地形断面成果的一些基本信息进行说明：
[0024]水利水电地形断面成果包括断面布设图成果和断面图成果，分别如图2、图6所示。其中断面布设图成果包括断面布设线和其他要素，断面布设线分纵断布设线和横断布设线，纵断布设线通常只有1条，横断布设线根据具体需要有N条，如图2所示；断面图成果包含断面图断面线和断面图其他要素，断面图断面线是以断面布设线为基础按照用图需求进行转换计算并绘制的一条剖面图绘制线，如图5所示。本专利技术就是要通过自动化批量化的先进技术方法实现1+N条断面布设线绘制完成1+N个断面图成果的过程。
[0025]根据如图1所示的实现流程图，本专利技术实施例提供的一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法包括：
[0026]第一步，矢量断面数据文件准备与设定
[0027](1)数据准备。
[0028]包含基于高精度数字三维地形模型数据提取的矢量断面高程点实体数据和断面布设线数据。
[0029](2)数据预处理。
[0030]确保矢量断面高程点实体数据与断面布设线完全套合、确保纵断布设线里程桩号设定准确、确保横断布设线桩号正确、确保纵横断面布设线交汇点有断面高程点实体、确保纵断布设线顶点处有断面高程点实体等。若有缺陷，需先分析原因，检查基础数据的可靠性和断面布设线与数据采集间的衔接问题，以通过对比，交互补充修改和纠正等方法实现断
面图布设成果的预处理。
[0031]最终形成的基础数据成果断面布设图成果如图2所示。
[0032]第二步，以矢量数据为基础完成三维信息计算
[0033]根据纵横断面布设线和桩号信息以及相互之间的地理空间关系，完成断面高程点实体的三维坐标文件计算，并存储于Excel文件中。具体方法如下：
[0034](1)通过地理空间叠加获取纵断布设线A上所有的断面高程点实体；
[0035]提取纵断布设线A上所有的顶点a(x
i
，y
i
)，遍历纵断布设线所有两个顶点间线段与断面高程点实体集c(x
i
，y
i
)之间的共线关系，找出位于纵断布设线上的点，选入纵断布设线高程点实体集Zc(x
i
，y
i
)中。
[0036]设纵断布设线两个顶点坐标为(x1，y1)、(x2，y2)，其中一个断面高程点实体坐标为(x3，y3)，判定共线性的公式如下：
[0037](x3*y2
‑
x2*y3)＝(x3*y1
‑
x1*y3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0038]最终形成纵断布设线上断面高程点实体集Zc(x
i
，y
i
)。
[0039](2)根据纵断布设线起点里程桩号的顺序，依次提取纵断线三维坐标信息。
[0040]根据纵断布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，矢量断面数据文件准备和设定；第二步，以矢量数据为基础完成三维信息计算；第三步，根据三维信息计算成果进行断面图数据信息的转换计算；第四步，根据断面图比例尺参数需求完成图上信息的分析计算；第五步，按参数批量完成大体量多数量的断面图剖面实体绘制；第六步，根据桩号等断面图要素需求完成图饰整饰标记。2.根据权利要求1所述的一种高精度绘制水利水电地形断面图的方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步，矢量断面数据文件准备与设定(1)数据准备；包含基于高精度数字三维地形模型数据提取的矢量断面高程点实体数据和断面布设线数据；(2)数据预处理；确保矢量断面高程点实体数据与断面布设线完全套合、确保纵断布设线里程桩号设定准确、确保横断布设线桩号正确、确保纵横断面布设线交汇点有断面高程点实体、确保纵断布设线顶点处有断面高程点实体；若有缺陷，检查基础数据的可靠性和断面布设线与数据采集间的衔接问题，通过交互补充修改、纠正方法实现断面图布设成果的预处理；第二步，以矢量数据为基础完成三维信息计算根据纵横断面布设线和桩号信息以及相互之间的地理空间关系，完成断面高程点实体的三维坐标文件计算，并存储于Excel文件中；具体方法如下：(1)通过地理空间叠加获取纵断布设线A上所有的断面高程点实体；提取纵断布设线A上所有的顶点a(x
i
，y
i
)，遍历纵断布设线所有两个顶点间线段与断面高程点实体集c(x
i
，y
i
)之间的共线关系，找出位于纵断布设线上的点，选入纵断布设线高程点实体集Zc(x
i
，y
i
)中；设纵断布设线两个顶点坐标为(x1，y1)、(x2，y2)，其中一个断面高程点实体坐标为(x3，y3)，判定共线性的公式如下：(x3*y2
‑
x2*y3)＝(x3*y1
‑
x1*y3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)最终形成纵断布设线上断面高程点实体集Zc(x
i
，y
i
)；(2)根据纵断布设线起点里程桩号的顺序，依次提取纵断线三维坐标信息；根据纵断布设线起点的设置，对断面高程点实体集进行整理排序；(3)通过地理空间叠加获取所有横断布设线B上所有的断面高程点实体；断面布设线上的断面高程点实体的判定与纵断布设线相同；(4)横断布设起终点顺序原则；在纵断布设线起点站立面向纵断布设线终点，左侧为起点，右侧为终点，依次计算横断线的三维坐标信息；(5)以纵横断布设线为单位进行Excel文件存储；交汇标记中G为横纵断面线交汇处的数据点；通过标记第1列均以断面名称为首后面紧跟断面数据信息内容的方式形成自然割裂的多个数据组；第1组数据为纵断面数据信息，后
面为N组横断面数据信息；第三步，根据三维信息计算成果进行断面图数据信息的转换计算；断面图的形式是以当前位置到断面起算点的里程数据作为横坐标，断面点高程值作为纵坐标进行表达的图件；将三维信息数据转换为里程值、高程值数据的数据计算方法和步骤；(1)纵断布设线断面图横纵坐标转换数据计算设所有纵断布设线上的断面高程点实体集为Zc(xi，yi)，每个点点编号分别为z1、z2、z3、z4、...、z12、z13、...、zn；计算所有纵断布设线上的高程点实体沿纵断布设线到布设线起点z1点的距离，作为横轴的坐标值；首先以z1点为起点，计算z1与z2、z2与z3、z3与z4...z12与z13之间的距离；设z1、z2坐标为(x1，y1)、(x2，y2)；z1、z2间的间距为D
12
，z2、z3间的间距为D
23
、...；则z1、z2的距离值公式：再以z1点的里程值为0.00，z2点里程为z1里程+D
12
，z3点里程为z2点里程+D
23
，
……
，z13点里程为z12点里程+D
1213
；(2)横断布设线断面图横纵坐标转换数据计算横断布设线计算方法类似，只是断面里程...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明松，刘忠贞，邱薇萌，蔡宗磊，毕强，邱中军，梦华，刘忠强，吕东业，段建刚，李瑛琪，陈静，周红梅，
申请(专利权)人：吉林省测绘职业资格管理中心，
类型：发明
国别省市：