一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质，用以解决如下技术问题：如何在不依赖于实测水深测量数据的情况下重构湖库水下地形。方法包括：获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，待处理湖库流域DEM的范围小于原始湖库流域DEM的范围；在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；将湖库水下DEM与待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。本申请通过上述方法实现了在不依赖于实测水深测量数据的情况下重构湖库水下地形。深测量数据的情况下重构湖库水下地形。深测量数据的情况下重构湖库水下地形。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质


[0001]本申请涉及重构
，尤其涉及一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质。

技术介绍

[0002]湖库地形数据，是进行湖库数值模拟的基础。地形数据的质量，直接影响湖库数值模拟结果的质量。在进行无资料或资料匮乏区域湖库数值模拟时，常常缺少实测湖库水下地形。
[0003]因此，如何在不依赖于实测水深测量数据的情况下重构湖库水下地形成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质，用以解决如下技术问题：如何在不依赖于实测水深测量数据的情况下重构湖库水下地形。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，方法包括：获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，待处理湖库流域DEM的范围小于原始湖库流域DEM的范围；在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；将湖库水下DEM与待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。
[0006]在本申请的一种实现方式中，基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM，具体包括：基于预设的水文分析模块，对原始湖库流域DEM进行填洼，以获得湖库流域填洼结果DEM；对湖库流域填洼结果DEM进行流向分析，以确定湖库流域填洼结果DEM对应的湖库流域流向DEM；对湖库流域流向DEM进行湖库流域提取，以确定湖库流域流向DEM中的湖库流域范围；基于湖库流域范围，对原始湖库流域DEM进行裁剪，以获得待处理湖库流域DEM。
[0007]在本申请的一种实现方式中，在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，具体包括：确定待处理湖库流域DEM中的地形信息；其中，地形信息包括：坡度信息、坡向信息、坡度变率信息及等高线信息；在待处理湖库流域DEM中确定一个水面对应的任意点，并基于任意点逐点向外对比，确定对比点与水面点的地形信息差是否超过预设阈值；在确定对比点与水面点的地形信息差超过预设阈值的情况下，确定对比点为水面界点；连接所有水面分界点，以获得水面分界线。
[0008]在本申请的一种实现方式中，对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM，具体包括：确定与水面分界线相邻的若干个水下未知高程点；其中，水下未知高程点为存在大于预设数量个水上地形点的水下点；基于水下未知高程点相邻的水上地形点的地形信息，插值水下未知高程点的高程值；基于水下未知高程点的高程值，逐点
插值其他水下点的高程值；对插值后的水下点坡度变率进行计算，并在坡度变率为零时停止插值。
[0009]在本申请的一种实现方式中，基于水下未知高程点相邻的水上地形点的地形信息，插值水下未知高程点的高程值，具体包括：基于预设的初始高程计算模型，确定相邻的各水上地形点对应的水下未知高程点的初始高程；基于各水上地形点对应的水下未知高程点的初始高程，通过标准高程加权计算模型，确定水下未知高程点的标准高程。
[0010]在本申请的一种实现方式中，初始高程计算模型，由以下公式表示：
[0011][0012]其中，为相邻的第i个水上地形点的高程,
i
为相邻的第i水下未知高程点与水下未知高程点的水平距离,
i
为相邻的第i个水上地形点的坡度。
[0013]在本申请的一种实现方式中，标准高程加权计算模型，由以下公式表示：
[0014][0015][0016][0017]其中，H
P
为水下未知高程点的高程，w
i
为初始高程H
i
的归一化后的标准权重，为初始高程H
i
对应的初始权重。
[0018]第二方面，本申请实施例还提供了一种基于DEM的湖库水下地形重构装置，其特征在于，装置包括：获取模块、插值模块、合并模块；获取模块，用于获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，待处理湖库流域DEM的范围小于原始湖库流域DEM的范围；插值模块，用于在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；合并模块，用于将湖库水下DEM与待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。
[0019]第三方面，本申请实施例还提供了一种基于DEM的湖库水下地形重构设备，其特征在于，设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，待处理湖库流域DEM的范围小于原始湖库流域DEM的范围；在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；将湖库水下DEM与待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。
[0020]第四方面，本申请实施例还提供了一种基于DEM的湖库水下地形重构的非易失性
计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，计算机可执行指令设置为：获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，待处理湖库流域DEM的范围小于原始湖库流域DEM的范围；在待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；将湖库水下DEM与待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。
[0021]本申请实施例提供的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法、设备、装置及介质，基于湖库地形的相似特性，构建了基于DEM的湖库水下地形重构方案。该方法具有不依赖于实测水深测量数据的特点，本专利技术可以弥补无资料或资料匮乏区域湖库水下地形的不足，提高湖库数值模拟结果的质量提供了一种简单而高效实用的技术途径。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本申请实施例提供的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法流程图；
[0024]图2为本申请实施例提供的一种基于DEM的湖库水下地形重构装置的结构示意图
[0025]图3为本申请实施例提供的一种基于DEM的湖库水下地形重构装置内部结构示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，所述方法包括：获取原始湖库流域DEM，并基于预设的水文分析规则，对所述原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM；其中，所述待处理湖库流域DEM的范围小于所述原始湖库流域DEM的范围；在所述待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，并对所述待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM；将所述湖库水下DEM与所述待处理湖库流域DEM的水上区域进行合并，以获得待应用湖库流域DEM。2.根据权利要求1所述的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，基于预设的水文分析规则，对所述原始湖库流域DEM进行处理，以获得待处理湖库流域DEM，具体包括：基于预设的水文分析模块，对所述原始湖库流域DEM进行填洼，以获得湖库流域填洼结果DEM；对所述湖库流域填洼结果DEM进行流向分析，以确定所述湖库流域填洼结果DEM对应的湖库流域流向DEM；对所述湖库流域流向DEM进行湖库流域提取，以确定所述湖库流域流向DEM中的湖库流域范围；基于所述湖库流域范围，对所述原始湖库流域DEM进行裁剪，以获得待处理湖库流域DEM。3.根据权利要求1所述的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，在所述待处理湖库流域DEM中确定出湖库的水面分界线，具体包括：确定所述待处理湖库流域DEM中的地形信息；其中，所述地形信息包括：坡度信息、坡向信息、坡度变率信息及等高线信息；在所述待处理湖库流域DEM中确定一个水面对应的任意点，并基于所述任意点逐点向外对比，确定对比点与水面点的地形信息差是否超过预设阈值；在确定对比点与水面点的地形信息差超过预设阈值的情况下，确定所述对比点为水面界点；连接所有水面分界点，以获得水面分界线。4.根据权利要求3所述的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，对所述待处理湖库流域DEM中的水下区域进行插值重构，以获得湖库水下DEM，具体包括：确定与所述水面分界线相邻的若干个水下未知高程点；其中，所述水下未知高程点为存在大于预设数量个水上地形点的水下点；基于所述水下未知高程点相邻的水上地形点的地形信息，插值所述水下未知高程点的高程值；基于所述水下未知高程点的高程值，逐点插值其他水下点的高程值；对插值后的水下点坡度变率进行计算，并在坡度变率为零时停止插值。5.根据权利要求4所述的一种基于DEM的湖库水下地形重构方法，其特征在于，基于所述水下未知高程点相邻的水上地形点的地形信息，插值所述水下未知高程点的高程值，具体包括：
基于预设的初始高程计算模型，确定相邻的各水上地形点对应的所述水下未知高程点的初始高程；基于所述各水上地形点对应的所述水下未知高程点的初始高程，通过标准高程加权计算模型，确定所述水下未知高程点的标准高程。6.根据权利要求5所述的一种基于DEM的湖库水下地形重构方...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小奇，景皓鑫，朱斌，
申请(专利权)人：浪潮智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：