[发明专利]一种流域大尺度计算海量网格的编码方法

权利要求书

1.一种流域大尺度计算海量网格的编码方法，其特征在于，包括：

步骤1，对研究范围内的河道关系进行识别，划分出河道的主干支流、并依据河道的长度对河道进行分段处理和编号，本步骤具体为：

步骤1-1，流域水系体结构和边界的识别：应用流域的DEM数据，提取流域水系，获得流域水系结构层，识别水系结构层中的流域边界范围层；

步骤1-2，水系河道的分段编码：在水系边界范围层中找出需要计算的河道，按照主干支流的入汇相交关系，从上游到下游，将河道分为不同编号的河段；其中，主干河道的干支流河网从上游到下游，以主干支流河道的入汇交点为节点；干流河道按照从上游到下游的顺序依次编号，节点处，按照支流河道从入汇交点到支流的上游边界，从下游到上游的顺序依次编号；支流的干支流编号规则参照主干河道的干支流编号规则；

步骤1-3，以河段的主流流向为依据进行分块河段走向的编码，所述分块河段走向的编码规则为：当河段主流水流方向沿着I方向增大则河段类型为n₁，沿着I方向减小则河段类型为n₂，河段主流水流方向沿着J方向增大则河段类型为n₃，沿着J方向减少则河段类型为n₄，河段为干支流的交汇段则河段类型为n₅，其中n₁，n₂，n₃，n₄，n₅分别取互不相等的整数；

步骤1-4，按照分块河段的相邻关系为依据进行分块河段相对位置的编码，所述分块河段相对位置的编码规则为：在WGS84/UTM zone49N坐标系中，当河段在相邻河段的左边则河段类型为m₁，当河段在相邻河段的右边则河段类型为m₂，当河段在相邻河段的下方则河段类型为m₃，当河段在相邻河段的上方则河段类型为m₄，若不存在相邻河段，则为m₅，其中m₁，m₂，m₃，m₄，m₅分别取互不相等的整数；

步骤1-5，按照分块河段边界边的空间关系为依据进行分块河段边界边的编码，所述分块河段边界边的编码规则为：分块河段左边界边的类型为k₁，分块河段右边界边的类型为k₂，分块河段下边界边的类型k₃，分块河段上边界边的类型k₄，若不存在相邻边界边，则为k₅，其中k₁，k₂，k₃，k₄，k₅分别取互不相等的整数；

步骤2，利用网格绘制工具，按河段分别绘制流域范围内不同区段的二维网格，得到每个河段的二维网格编码，所绘制的网格信息包括网格编码(i，j)和WGS84/UTM zone 49N坐标系的网格坐标(x,y)，并将河道地形高程通过插值计算赋值给网格点，得到每个网格点的高程值z；

步骤3，将河段的二维网格进行统一编码，得到全河道的二维网格编码(I，J)，所述步骤3中对河段的二维网格进行统一编码，得到全河道的二维网格编码(I，J)包括：I方向的统一编码，以干流河段从上游到下游，依次检索I，每跨过一个I，整体I增加1，直至河道的最下游边界为止；J方向的统一编码，根据河段关系，找出所有河段中相对位置的编码为m₃与m₄的所有河段，确定河段相对位置的编码为m₃和m₄的所有河段的最小J和最大J所在的河段；以编码为m₃的最小J为整体河道的最小J＝1，以编码为m₄的最大J为整体河道的最大J＝JM，从编码为m₃的最小J所在的河段J＝1开始，沿着J方向向上搜索，每跨过一个J，则整体J增加1，直至搜索到编码为m₄的最大J所在的河段为止；

步骤4，根据不同河段之间的相邻关系、河段走向及河段范围，对河段二维网格进行统一的一维编号，实现所有分开网格的统一整编，所述步骤4河道二维网格的一维化编码包括以下步骤：

步骤4-1，整编二维网格的一维化：按照二维化的整体网格编号和MFS值，对二维网格进行一维化整编；当河段走向类型为n₁和n₅时，以二维化的整体网格的起点(1,1)为扫描起点，首先确定i方向不变，从j＝1开始沿着j方向扫描，若扫描的网格MFS＝1，则整体编号加1，网格编号以1为步长逐渐递增；当扫描到j的最大位置JM时，扫描起点调到i＝2，j＝1处，继续沿着j方向扫描，当扫描到网格MFS＝1时，网格编号在之前的基础上继续以1为步长递增，依此类推，直到完成到对IM的扫描为止；当河段走向的类型为n₃时，以二维化的整体网格的起点(1,1)为扫描起点，首先确定j方向不变，从i＝1开始沿着i方向扫描，若扫描的网格MFS＝1，则整体编号加1，网格编号以1为步长逐渐递增；当扫描到i的最大位置IM时，扫描起点调到j＝2，i＝1处，继续沿着i方向扫描，当扫描到网格MFS＝1时，网格编号在之前的基础上继续以1为步长递增，依此类推，直到完成到对JM的扫描为止；当河段走向的类型为n₂时，以二维化的整体网格的起点(IM,1)为扫描起点，首先确定i方向不变，从j＝1开始沿着j方向扫描，若扫描的网格MFS＝1，则整体编号加1，网格编号以1为步长逐渐递增；当扫描到j的最大位置JM时，扫描起点调到i＝IM-1，j＝1处，继续沿着j方向扫描，当扫描到的网格MFS＝1时，网格编号在之前的基础上继续以1为步长递增，依此类推，直到完成到对I＝1的扫描为止；当河段走向的类型为n₄时，以二维化的整体网格的起点(IM,JM)为扫描起点，首先确定j方向不变，从i＝IM开始沿着i方向扫描，若扫描的网格MFS＝1，则整体编号加1，网格编号以1为步长逐渐递增；当扫描到i＝1时，扫描起点调到j＝JM-1，i＝IM处，继续沿着i方向扫描，当扫描到的网格MFS＝1时，网格编号在之前的基础上继续以1为步长递增，依此类推，直到完成到对J＝1的扫描为止；

步骤4-2，建立一维网格关系表：基于二维网格的相互关系，在一维化整编的过程中，建立一维化网格关系；一维网格编号(ij)对应二维网格中的i和j；与相邻一维网格(ij)的4个网格的编码规则为：当网格在一维网格(ij)的左边则网格类型为ij1，当网格在一维网格(ij)的右边则网格类型为ij2，当网格在一维网格(ij)的下方则网格类型为ij3，当网格在一维网格(ij)的上方则网格类型为ij4；其中，ij1为二维网格(i-1，j)的一维网格编号；ij2为二维网格(i+1，j)的一维网格编号；ij3为二维网格(i，j-1)的一维网格编号；ij4为二维网格(i，j+1)的一维网格编号；若不存在相邻网格，则为0。

2.根据权利要求1所述的流域大尺度计算海量网格的编码方法，其特征在于，所述步骤2中各个河段二维网格的绘制方法为：河段的二维网格沿着主流方向为i方向，垂直主流方向为j方向，i沿河段上游至下游增大，j沿河段右岸至左岸增大，河段上游边界右岸的第一个网格编号为(1,1)；分别沿i、j方向，采用(i,j)对其他网格依次连续编号；计算干湿网格判断变量MFS，若x*y*z不为0，表示网格为河道内网格，则设定MFS＝1；否则MFS＝0。