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【技术实现步骤摘要】
本申请属于水动力模拟,具体地说,涉及一种基于比降的高程数据修正系数计算方法。
技术介绍
1、水动力模型是洪水模拟研究的热点问题之一;dem是水动力模拟最重要的基础数据之一,决定着模拟的精细化程度,直接影响着模拟的精度和效率,高分辨率的dem数据可以支撑较为精细化的模拟,但会消耗大量的计算时间,直接影响模拟效率,实际应用中常常为了平衡计算效率,采用较低分辨率的dem,但会直接影响模拟的精度,栅格内的地面高程值常常被高估,目前还较少有用于二维水动力模型的高程数据修正系数,因此本专利技术提出了一种基于比降的高程数据修正系数,以高分辨率dem为基础,对较低分辨率的dem进行修正,从而在保证计算效率的同时提高模拟精度。
技术实现思路
1、为解决上述问题和技术缺陷,本申请实施例采用如下的技术方案,一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,包括以下步骤:
2、步骤一、下载获取需要修正的初始dem数据,再下载分辨率高于初始dem数据的dem数据;
3、步骤二、计算两组不同分辨率dem对应栅格点的比降;
4、步骤三、根据步骤二中计算得到的比降值,分析计算得到修正系数。
5、优选地,所述步骤一在下载dem数据时,需要预设分辨率精度基准,下载的高分辨率dem数据和待修正的dem数据相同,且与预设分辨率精度基准相同。
6、进一步地,所述步骤二中计算两组不同分辨率dem对应栅格点的比降时,需要计算四个方向的比降,所述四个方向的比降包括东侧比降、南侧比
7、更进一步地,所述东侧比降的计算公式如下:
8、
9、
10、其中,是待修正dem的东侧比降,是对应的高分辨率dem高程计算的东侧比降,(i+1,j)所在高分辨率dem栅格中心坐标为(nn,mm)。
11、更进一步地,所述南侧比降的计算公式如下:
12、
13、
14、其中,是待修正dem的南侧比降,是对应的高分辨率dem高程计算的南侧比降,(i,j-1)所在高分辨率dem栅格中心坐标为(nn,mm)。
15、更进一步地,所述西侧比降的计算公式如下:
16、
17、
18、其中,是待修正dem的西侧比降,是对应的高分辨率dem高程计算的西侧比降,(i-1,j)所在高分辨率dem栅格中心坐标为(nn,mm)。
19、更进一步地,所述北侧比降的计算公式如下:
20、
21、
22、其中,是待修正dem的北侧比降,是对应的高分辨率dem高程计算的北侧比降,(i,j+1)所在高分辨率dem栅格中心坐标为(nn,mm)。
23、进一步地,所述步骤三中修正系数的计算公式如下:
24、
25、
26、其中,kn(i,j)是计算栅格(i,j)北侧比降时的修正系数;i,j分别代表栅格x,y方向的序号,n、s、e、w分别代表北、南、东、西。
27、再进一步地,所述步骤三中,修正系数用于二维水动力模型中计算底坡斜率项,计算公式如下:
28、
29、
30、其中,k是修正系数,在实际计算中,在计算北侧、南侧、东侧、西侧时分别采用kn(i,j)、ks(i,j)、ke(i,j)、kw(i,j)。
31、相比于现有技术,本申请实施例的有益效果为:
32、(1)本专利技术通过基于比降的高程数据修正系数,下载免费12.5米dem和需要修正的dem数据;通过分别计算两个不同分辨率dem对应栅格点的比降,即栅格高程差与栅格中心点间的水平距离之比;并根据不同分辨率dem计算出的比降值,计算修正系数,将此修正系数用于二维水动力模型中底坡斜率项计算中,通过提出修正系数对低分辨率dem数据进行修正,提高后续二维水动力模拟的精度和计算效率,且本专利技术的计算过程简单、好操作、易推广。
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1.一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤一在下载DEM数据时,需要预设分辨率精度基准,下载的高分辨率DEM数据和待修正的DEM数据范围相同,且所述高分辨率DEM数据能覆盖所述待修正DEM数据的边界范围。
3.根据权利要求2所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤二中计算两组不同分辨率DEM对应栅格点的比降时,需要计算四个方向的比降,所述四个方向的比降包括东侧比降、南侧比降、西侧比降和北侧比降,设待修正DEM栅格的中心坐标为(i,j),四个方向坐标为(i+1,j)、(i-1,j)、(i,j-1)、(i,j+1),(i,j)所在高分辨率DEM栅格中心坐标为(n,m)。
4.根据权利要求3所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述东侧比降的计算公式如下:
5.根据权利要求4所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述南侧比降的计算公式如下:
6.根据
7.根据权利要求6所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述北侧比降的计算公式如下:
8.根据权利要求7所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤三中修正系数的计算公式如下:
9.根据权利要求8所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤三中,修正系数用于二维水动力模型中计算底坡斜率项,计算公式如下:
...【技术特征摘要】
1.一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤一在下载dem数据时,需要预设分辨率精度基准,下载的高分辨率dem数据和待修正的dem数据范围相同,且所述高分辨率dem数据能覆盖所述待修正dem数据的边界范围。
3.根据权利要求2所述的一种基于比降的高程数据修正系数计算方法,其特征在于,所述步骤二中计算两组不同分辨率dem对应栅格点的比降时,需要计算四个方向的比降,所述四个方向的比降包括东侧比降、南侧比降、西侧比降和北侧比降,设待修正dem栅格的中心坐标为(i,j),四个方向坐标为(i+1,j)、(i-1,j)、(i,j-1)、(i,j+1),(i,j)所在高分辨率dem栅格中心坐标为(n,m)。
【专利技术属性】
技术研发人员:王月玲,
申请(专利权)人:中国科学院地理科学与资源研究所,
类型:发明
国别省市:
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