【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，特别是指一种水库水下数字高程模型的构建方法。
技术介绍
1、水库作为重要的水资源储存和管理设施，其水下地形的高程信息对于水库的运行管理、水资源调度、生态环境保护等方面具有重要意义。传统的水下地形测量方法主要依赖于人工测量，不仅工作量大、效率低，而且难以获取全面、准确的水下地形数据。随着遥感技术和水下测量技术的发展，虽然可以获取大量的水深数据，但如何有效地处理这些数据，构建高精度的水下数字高程模型仍然是一个技术难题。
2、现有的水下数字高程模型构建方法通常采用统一的格网分辨率进行数据处理，这种方法在处理密度和变化率差异较大的水深数据时，往往难以平衡计算效率和模型精度。此外，对于水深数据中的孤立点处理也缺乏有效的方法，这些孤立点的存在会影响三角网的生成和质量，进而影响数字高程模型的精度。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种水库水下数字高程模型的构建方法，避免了传统方法中统一格网分辨率导致的计算资源浪费或模型精度不足的问题，提高了数据处理和模型构建的效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，一种水库水下数字高程模型的构建方法，所述方法包括：
4、根据水深数据的密度和变化率在二维平面上建立自适应分辨率的格网索引；
5、根据自适应分辨率的格网索引，识别包含水深数据点的非空边界格网；
6、根据非空边界格网以及地形特征线，通过三角剖分法对所有水深数据
7、识别并处理未被初始的三角网覆盖的孤立水深数据点；
8、将孤立水深数据点插入到初始的三角网中，并相应的更新三角网的结构，以得到更新的三角网；
9、对更新的三角网进行局部优化处理，以得到初步的数字高程模型；
10、对初步的数字高程模型进行验证，以得到最终的数字高程模型。
11、进一步的，根据水深数据的密度和变化率在二维平面上建立自适应分辨率的格网索引，包括：
12、对水深数据进行评估，确定水深数据的空间分布和密度；
13、根据水深数据的密度，设定一个初始格网；
14、在每个初始格网内，计算水深数据的变化率；
15、计算水深数据的变化率与预设的阈值之间的差值；
16、根据差值，动态调整初始格网的大小，以得到自适应分辨率格网；
17、构建用于存储自适应分辨率格网的索引。
18、进一步的，所述索引包含每个格网的位置信息、大小、包含的水深数据点。
19、进一步的，根据自适应分辨率的格网索引，识别包含水深数据点的非空边界格网，包括：
20、创建一个空的集合，用于存储识别出的非空边界格网；
21、从自适应分辨率的格网索引中开始遍历每个格网；
22、对于每个遍历到的格网，检查格网是否包含水深数据点；
23、如果一个格网包含水深数据点，则检查格网是否至少有一条边与数据区域的外部边界相邻的格网；如果一个格网的任何一个邻接格网不包含水深数据点，则当前格网被视为边界格网。
24、进一步的，根据非空边界格网以及地形特征线，通过三角剖分法对所有水深数据点进行三角剖分，生成初始的三角网，包括：
25、获取所有非空边界格网中的水深数据点，以及地形特征线数据；
26、根据地形特征线数据构建约束边集合；
27、创建一个空的三角网数据结构，用于存储和管理生成的三角形面片；
28、根据所有水深数据点计算凸包，根据凸包的边界构建初始的三角网框架；
29、从尚未处理的水深数据点集中获取插入数据点，并在当前的三角网中找到包含插入数据点的三角形；
30、将找到的三角形分裂成多个新的三角形，使得插入数据点成为新的三角形的顶点之一；
31、对新的三角形进行局部优化，重复操作，直到所有数据点都被插入到三角网中，最终生成初始的三角网。
32、进一步的，识别并处理未被初始的三角网覆盖的孤立水深数据点，包括：
33、遍历所有的水深数据点；
34、对于当前正在处理的水深数据点，使用循环的空间索引结构遍历三角网中的所有三角形；
35、对于每个三角形，判断当前点是否在三角形内，若是，则终止内部循环；
36、若在遍历完所有三角形后，当前的水深数据点未被任何三角形所包含，则将当前的水深数据点标记为未被覆盖的孤立点；
37、当完成对当前的水深数据点的处理后，继续遍历下一个水深数据点，并重复操作，直至遍历完所有的水深数据点，以得到一个包含了所有未被三角网覆盖的孤立点列表。
38、进一步的，将孤立水深数据点插入到初始的三角网中，并相应的更新三角网的结构，以得到更新的三角网，包括：
39、从孤立点列表中选取一个点作为插入点；
40、使用空间查询算法在当前的三角网中找到当前三角形；
41、将当前三角形分裂成多个新三角形，以使插入点成为新三角形的顶点之一；
42、将新三角形添加到三角网的数据结构中，并更新相关的邻接关系和空间索引；
43、重复操作，直到所有孤立的水深数据点都被插入到三角网中，在每次迭代中，均选择一个新的孤立点进行插入，并对三角网进行更新。
44、第二方面，一种水库水下数字高程模型的构建系统，包括：
45、获取模块，用于根据水深数据的密度和变化率在二维平面上建立自适应分辨率的格网索引；根据自适应分辨率的格网索引，识别包含水深数据点的非空边界格网；根据非空边界格网以及地形特征线，通过三角剖分法对所有水深数据点进行三角剖分，生成初始的三角网；
46、处理模块，用于识别并处理未被初始的三角网覆盖的孤立水深数据点；将孤立水深数据点插入到初始的三角网中，并相应的更新三角网的结构，以得到更新的三角网；对更新的三角网进行局部优化处理，以得到初步的数字高程模型；对初步的数字高程模型进行验证，以得到最终的数字高程模型。
47、第三方面，一种计算设备，包括：
48、一个或多个处理器；
49、存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。
50、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述的方法。
51、本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：
52、通过建立自适应分辨率的格网索引，避免了传统方法中统一格网分辨率导致的计算资源浪费或模型精度不足的问题，提高了数据处理和模型构建的效率。
53、通过识别和处理孤立水深数据点，以及对三角网进行局部优化处理，减少了数据异常和模型误差，提高了数字高程模型的精度和可靠性。
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1.一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据水深数据的密度和变化率在二维平面上建立自适应分辨率的格网索引，包括：
3.根据权利要求2所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，所述索引包含每个格网的位置信息、大小、包含的水深数据点。
4.根据权利要求3所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据自适应分辨率的格网索引，识别包含水深数据点的非空边界格网，包括：
5.根据权利要求4所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据非空边界格网以及地形特征线，通过三角剖分法对所有水深数据点进行三角剖分，生成初始的三角网，包括：
6.根据权利要求5所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，识别并处理未被初始的三角网覆盖的孤立水深数据点，包括：
7.根据权利要求6所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，将孤立水深数据点插入到初始的三角网中，并相应的更新三角网的结构
8.一种水库水下数字高程模型的构建系统，其特征在于，包括：
9.一种计算设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据水深数据的密度和变化率在二维平面上建立自适应分辨率的格网索引，包括：
3.根据权利要求2所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，所述索引包含每个格网的位置信息、大小、包含的水深数据点。
4.根据权利要求3所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据自适应分辨率的格网索引，识别包含水深数据点的非空边界格网，包括：
5.根据权利要求4所述的一种水库水下数字高程模型的构建方法，其特征在于，根据非空边界格网以及地形特征线，通过三角剖...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳辉，郑龙飞，梁钢志，吕卫良，梁诗雨，
申请(专利权)人：威海水利工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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