【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地理信息系统领域，具体涉及一种多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法。
技术介绍
1、三维地理信息系统(3dgis)是地理信息系统(gis)技术的重要拓展，它引入第三维度，即高度或深度信息，更准确、全面地反映现实世界的地理现象和空间关系。随着数字化时代的推进，使得当前三维gis方法难以应对矢量和栅格数据的海量性和复杂性带来的可视化分析与模型构建的挑战，地理地形数据的时空动态变化所涉及的数据具像展示、动态交互等方面的研究较为缺乏。
2、当前常见的内河航道测绘成果展示方法包括arcengine的可视化分析、基于.net框架的航道图管理、基于webservice技术的前端应用研发。arcengine的可视化分析，提供了丰富的地图绘制和可视化功能，使开发者能够创建直观且美观的地图界面，以呈现地形数据，但在处理大规模的河道地形数据或执行复杂的空间分析时，可能会出现性能问题，并且额外的动态展示功能的开发周期长。基于.net框架的航道图管理，借助.net框架的图形库和界面设计工具，可以创建精致的图形和用户界面，同时使用.net框架提供的数据处理和图形可视化功能，能有效地加载、处理和展示大规模的地理空间数据，但依赖于特定平台与第三方库，应用程序可能会限制在windows平台上运行，且第三方库存在一定的不确定性和管理复杂性。基于webservice技术的前端应用研发，web服务使用基于标准的协议和格式，不受特定平台的限制，并允许应用程序分布在不同的服务器上，从而实现分布式计算和资源共享，但使用http等通信协议存在一定的
3、为解决上述问题，需要一种新的方法，能够实现多期河道淤积冲刷的时空动态变化的展示。名称为“一种基于无人船的河底淤积动态监测方法”，申请号为cn202310503143.3，公开号为cn116519056a的中国专利，本专利技术公开了一种基于无人船的河底淤积动态监测方法，涉及河道淤积治理监测
该方法包括步骤：规划河道测区循迹路线；按预设循迹路线有序获取各定点巡检坐标处的可信水深及河底淤积层厚数据；在无人船终端对测量获得的可信水深及河底淤积层厚数据进行滤波处理，获得当前定点巡检坐标处在垂直于预设循迹路线方向的一个剖面内的深度分布值；建立包括水深及河底淤积层厚的水下地形矢量三维图及矢量剖面图；在测区河底淤积层厚大于淤积阈值时，向清淤船发送清淤指令。本专利技术通过建立包括水深及河底淤积层厚的水下地形矢量三维图，具有直观可视化，基于无人船载体实现了对河道淤积的动态监测，可以协调清淤船对河底淤积区进行及时清淤。名称为“一种基于数字孪生的考虑预报不确定性的水库防洪优化调度方法”，申请号cn202310074878.9，公开号为cn116050628a的中国专利，本专利技术公开了一种基于数字孪生的考虑预报不确定性的水库防洪优化调度方法，该方法为：构建水库防洪调度系统的数字孪生场景；获取防洪调度系统的物理数据和数字孪生场景下的虚拟数据，并基于物理数据对数字孪生场景进行实时更新；基于实时更新的防洪调度系统数字孪生场景，结合多种机器学习算法构建洪水预报模型；结合各洪水预报模型的预测结果不确定性，构建水库防洪优化调度模型，求解得到防洪优化调度策略；构建洪水风险评估体系，根据预报结果和防洪优化调度策略对防洪风险进行分析评估，指导实际防洪调度。本专利技术降低了在不确定洪水预报情况下生成的调度策略所带来的风险，保证水库上下游的安全，能有效降低洪水风险。上述两个专利申请均涉及河道系统的检测与调度，但它们均未公开多期河道淤积冲刷的时空动态变化的展示方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，解决当前多个时期的河道地形数据带来的可视化展示效果欠佳、缺乏平滑的模型构建等问题，提供一种多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，实现河道不同位置、不同时期的淤泥生长与冲刷消减状况的展示。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，包括以下步骤：
4、步骤1、根据给定的两期河道的地形tif影像，进行影像地理配准后，计算河道中同一地理位置在不同时期的高程变化值，生成反映两期河道淤积冲刷变化的差异tif影像；
5、步骤2、利用差异tif影像的像素数据，包括坐标、代表高程的波段通道的像素值及像素分辨率，确定河道中各个位置点的三维坐标，进而构建淤积与冲刷的三维立体模型；
6、步骤3、赋予三维立体模型淤积状态、厚度与往期高度属性，并制定颜色赋值规则，以区分渲染淤积区域与冲刷区域及其变化程度，再以动画形式呈现淤积冲刷在多个时期之间的变化过程；
7、步骤4、调整三维立体模型的顶点高度，将每个立方体的顶面底面与相邻立方体的顶面底面进行整合，再修正淤积状态与三维立体模型法线的计算，实现模型表面的平滑接合与模型边界的平滑过渡。
8、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
9、进一步地，步骤1具体为：
10、处理给定的两期河道tif影像在范围上的偏差，对两期河道tif影像进行地理配准，确保两期河道tif影像中行列号相同的像素所代表的地理位置也相同；
11、读取两期影像的宽度w、高度h、波段数b、宽度方向的像素分辨率pxwidth和高度方向的像素分辨率pxheight；
12、将两期影像中同一xy坐标下像素的高程波段的像素值逐一相减，得到tif影像各个位置的两期高程变化值dz[i,j]；用公式表示如下：
13、dz[i,j]＝data2[i,j]-data1[i,j]
14、其中，data1与data2为两期tif影像高程波段的像素值，i,j分别为当前像素位置在tif影像中的行列号，i∈[0,w-1],j∈[0,h-1]；
15、将每个像素位置的高程变化值dz作为新的像素值赋予像素，将原始tif影像的宽度w、高度h、波段数b、像素分辨率pxwidth与pxheight作为影像的规格参数，输出与原始河道影像相同宽高度及像素分辨率的两期河道差异tif影像，其每个像素值为每个像素位置计算得到的高程变化值sz；
16、此外预存xy坐标和dz的最大最小值，作为后续三维模型的包围盒参数。
17、进一步地，步骤2具体为：
18、对差异tif影像进行影像切片，生成多张小范围的影像瓦片，每张影像瓦片的尺寸相同；
19、遍历影像瓦片范围内每个像素，构建每个像素对应的立方体，该立方体由顶面和底面的八个顶点控制，以像素行列号结合像素分辨率得到顶点的xy坐标，以像素值决定顶点的z坐标；
20、一个像素对应立方体的八个顶点，每三个为一组形成一个三角面，一共构建十二组三角面，组成前后左右上下六个面的完整立方体，汇总每个立方体组成每个瓦片所对应的三维模型，再汇总每个瓦片对应的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤3具体为：
5.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤4具体为：
6.如权利要求3所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，所述以像素的行列号结合像素分辨率得到顶点的xy坐标，以像素值决定顶点的z坐标具体为：
7.如权利要求4所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，所述在实际渲染时根据用户输入的外部参数，用往期高度向量vph的预存数据动态更换顶点高度具体为：
【技术特征摘要】
1.一种多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.如权利要求1所述的多期河道淤积冲刷的时空动态变化展示方法，其特征在于，步骤3具体为：
5.如权利要求1所述的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈雨，陈康正，雷文书，屈哲，王家顺，
申请(专利权)人：南京市测绘勘察研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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