基于河道的可视化模拟淹没的方法与系统与流程

本发明涉及洪水演进分析，特别是涉及基于河道的可视化模拟淹没的方法与系统。

背景技术：

1、对于洪水频发的地区，每年都会受到各种大小不一的洪水灾害，例如我国每年大概有百分之三十五的耕地，百分之四十的人口与百分之七十的工农业生产经常受到洪水的危害，并且洪水以及其衍生的各种灾害造成的损失也在各种灾害中居首位，因此对于防洪的研究与分析具有重大意义，同时衍生出了数字防洪，数字防洪就是利用计算机构建所需研究区域的dem模型，通过对dem模型的分析研究与预演，从而指定相对应的预防政策。

2、由于洪水淹没过程所产生的数据同时具有空间和时间两个维度的属性，其蕴含在时空数据集中的时空过程信息十分复杂，现有研究对这种时空数据的动态可视化表达多侧重于动态效果方面，其可回溯性和可交互性表现不够充分。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供基于河道的可视化模拟淹没的方法与系统。

2、为实现上述目标区域，本发明提供了如下方案：

3、基于河道的可视化模拟淹没的方法，包括：

4、s1：获取目标河道的历史水位数据；

5、s2：利用所述历史水位数据构建淹没模型；

6、s3：根据目标河道的卫星图构建目标河道的数字高程模型；

7、s4：确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量；

8、s5：根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量利用三维地形仿真平台完成目标河道的可视化模拟。

9、优选的，在步骤s2中，采用一元回归模型拟合历史水位数据得到淹没模型；其中，所述一元回归模型为：

10、

11、其中，a表示淹没面积，v表示水体容积，h为水位值，a表示第一常数拟合值，a0第二常数拟合值，a1表示第一权值拟合值，a2表示第二权值拟合值，an-1表示第n-1个权值拟合值。

12、优选的，在步骤s4中，确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量，包括：

13、采用公式：

14、vi＝dx×dy×(hw-hd)

15、确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量；其中，vi表示第i个单元网格的淹没水量，dx表示在x方向上单元网格的间隔，dy表示在y方向上单元网格的间隔，hw表示第i个单元网格的水面高程，hd表示第i个单元网格的地面高程。

16、优选的，所述s5：根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量利用三维地形仿真平台完成目标河道的可视化模拟，包括：

17、根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量，采用“种子蔓延”算法对淹没过程的连通性进行分析得到分析结果；

18、基于所述分析结果采用webgl仿真平台完成目标河道的可视化模拟得到河道的可视化淹没模型。

19、本发明还提供了一种基于河道的可视化模拟淹没的系统，包括：

20、历史水位数据获取模块，用于获取目标河道的历史水位数据；

21、淹没模型构建模块，用于利用所述历史水位数据构建淹没模型；

22、数字高程模型构建模块，用于根据目标河道的卫星图构建目标河道的数字高程模型；

23、淹没水量计算模块，用于确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量；

24、可视化模拟模块，用于根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量利用三维地形仿真平台完成目标河道的可视化模拟。

25、优选的，在淹没模型构建模块中，采用一元回归模型拟合历史水位数据得到淹没模型；其中，所述一元回归模型为：

26、

27、其中，a表示淹没面积，v表示水体容积，h为水位值，a表示第一常数拟合值，a0第二常数拟合值，a1表示第一权值拟合值，a2表示第二权值拟合值，an-1表示第n-1个权值拟合值。

28、优选的，在淹没水量计算模块中，确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量，包括：

29、采用公式：

30、vi＝dx×dy×(hw-hd)

31、确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量；其中，vi表示第i个单元网格的淹没水量，dx表示在x方向上单元网格的间隔，dy表示在y方向上单元网格的间隔，hw表示第i个单元网格的水面高程，hd表示第i个单元网格的地面高程。

32、优选的，所述可视化模拟模块，包括：

33、连通性分析单元，用于根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量，采用“种子蔓延”算法对淹没过程的连通性进行分析得到分析结果；

34、可视化模拟单元，用于基于所述分析结果采用webgl仿真平台完成目标河道的可视化模拟得到河道的可视化淹没模型。

35、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

36、本发明提供了基于河道的可视化模拟淹没的方法，与现有技术相比，本发明通过利用三维地形仿真平台基于目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量完成目标河道的可视化模拟，实现了基于多维地理空间信息的洪水淹没过程动态展示，为防洪减灾工作提供了有力的指导。

技术特征：

1.基于河道的可视化模拟淹没的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于河道的可视化模拟淹没的方法，其特征在于：在步骤s2中，采用一元回归模型拟合历史水位数据得到淹没模型；其中，所述一元回归模型为：

3.根据权利要求2所述的基于河道的可视化模拟淹没的方法，其特征在于：在步骤s4中，确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量，包括：

4.根据权利要求3所述的基于河道的可视化模拟淹没的方法，其特征在于：所述s5：根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量利用三维地形仿真平台完成目标河道的可视化模拟，包括：

5.基于河道的可视化模拟淹没的系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的基于河道的可视化模拟淹没的系统，其特征在于：在淹没模型构建模块中，采用一元回归模型拟合历史水位数据得到淹没模型；其中，所述一元回归模型为：

7.根据权利要求6所述的基于河道的可视化模拟淹没的系统，其特征在于：在淹没水量计算模块中，确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量，包括：

8.根据权利要求7所述的基于河道的可视化模拟淹没的系统，其特征在于：所述可视化模拟模块，包括：

技术总结
本发明提供了基于河道的可视化模拟淹没的方法，包括：获取目标河道的历史水位数据；利用所述历史水位数据构建淹没模型；根据目标河道的卫星图构建目标河道的数字高程模型；确定所述数字高程模型中每个单元网格的淹没水量；根据目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量利用三维地形仿真平台完成目标河道的可视化模拟。本发明通过利用三维地形仿真平台基于目标河道的数字高程模型和每个单元网格的淹没水量完成目标河道的可视化模拟，实现了基于多维地理空间信息的洪水淹没过程动态展示，为防洪减灾工作提供了有力的指导。

技术研发人员：朱文星,蒋牧宸,张家斌,孙吉涛,罗成,李思思,郭峰
受保护的技术使用者：中北通信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15