[发明专利]一种基于样条函数的宽缓河道形态建模方法及系统

权利要求书

1.一种基于样条函数的宽缓河道形态建模方法，其特征在于，包括：

S1、生成若干河道中线节点，连接若干所述河道中线节点形成河道中线；

S2、确定每一河道中线节点处的河道剖面形态，所述河道剖面形态包括河道深度、河道顶部宽度、河道底部宽度；

所述河道深度包括河道左侧深度、河道右侧深度；

各河道中线节点处的所述河道左侧深度在第一预设范围内，且各河道中线节点处的河道左侧深度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道右侧深度在第二预设范围内，且各河道中线节点处的河道右侧深度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道顶部宽度在第三预设范围内，且各河道中线节点处的河道顶部宽度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道底部宽度在第四预设范围内，且各河道中线节点处的河道底部宽度呈高斯分布；

S3、以所述河道中线节点为参考点建立坐标系，根据河道深度、河道顶部宽度、河道底部宽度确定河道剖面上侧边两端坐标、河道剖面下侧边两端坐标；

S4、根据河道剖面上侧边两端坐标、河道剖面下侧边两端坐标，利用样条插值的方法获取河道剖面的曲线方程；

S5、若干河道中线节点的河道剖面沿着河道主方向在三维坐标系中堆积形成三维河道模型。

2.如权利要求1所述的基于样条函数的宽缓河道形态建模方法，其特征在于，步骤S4中：

河道剖面的边界为河道剖面上侧边、河道剖面下侧边、河道剖面左侧边、河道剖面右侧边；

所述河道剖面左侧边连接河道剖面上侧边左端、河道剖面下侧边左端，所述河道剖面右侧边连接河道剖面上侧边右端、河道剖面下侧边右端。

3.如权利要求2所述的基于样条函数的宽缓河道形态建模方法，其特征在于，步骤S4中在获取河道剖面的曲线方程后还进行：

生成第一点集、第二点集，所述第一点集位于河道剖面左侧边附近，所述第二点集位于河道剖面右侧边附近；

利用样条插值的方法获取穿过河道剖面上侧边两端坐标、河道剖面下侧边两端坐标、第一点集坐标、第二点集坐标的修正的河道剖面曲线方程。

4.如权利要求1所述的基于样条函数的宽缓河道形态建模方法，其特征在于，步骤S2中：

每一河道剖面的河道顶部宽度与河道底部宽度的比例为预设值。

5.一种基于样条函数的宽缓河道形态建模系统，其特征在于，包括：

河道中线生成模块：生成若干河道中线节点，连接若干所述河道中线节点形成河道中线；

河道剖面形态确定模块：确定每一河道中线节点处的河道剖面形态，所述河道剖面形态包括河道深度、河道顶部宽度、河道底部宽度；

所述河道深度包括河道左侧深度、河道右侧深度；

各河道中线节点处的所述河道左侧深度在第一预设范围内，且各河道中线节点处的河道左侧深度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道右侧深度在第二预设范围内，且各河道中线节点处的河道右侧深度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道顶部宽度在第三预设范围内，且各河道中线节点处的河道顶部宽度呈高斯分布；

各河道中线节点处的所述河道底部宽度在第四预设范围内，且各河道中线节点处的河道底部宽度呈高斯分布；

河道剖面坐标确定模块：以所述河道中线节点为参考点建立坐标系，根据河道深度、河道顶部宽度、河道底部宽度确定河道剖面上侧边两端坐标、河道剖面下侧边两端坐标；

河道剖面定量模块：根据河道剖面上侧边两端坐标、河道剖面下侧边两端坐标，利用样条插值的方法获取河道剖面的曲线方程；

河道模型生成模块：若干河道中线节点的河道剖面沿着河道主方向在三维坐标系中堆积形成三维河道模型。

6.如权利要求5所述的基于样条函数的宽缓河道形态建模系统，其特征在于，河道剖面定量模块中：

河道剖面的边界为河道剖面上侧边、河道剖面下侧边、河道剖面左侧边、河道剖面右侧边；

所述河道剖面左侧边连接河道剖面上侧边左端、河道剖面下侧边左端，所述河道剖面右侧边连接河道剖面上侧边右端、河道剖面下侧边右端。