[发明专利]一种地形数据快速可视化辅助河床演变研究的方法

说明书

本发明提供一种地形数据快速可视化辅助河床演变研究的方法，通过对河道水下地形实现快速高效完成基础数据的采集、计算和可视化工作，包括采集多年河道不同测次河道水下地形X、Y和Z坐标数据和典型横断面起点距和高程值数据、计算或绘制河床横断面历年高程变化、典型断面特征值、河床冲淤量、河床冲淤变化平面分布情况等，有助于为同行研究者在河床演变相关研究工作中为基础数据采集和后处理工作提供有效、便捷的技术手段。

技术领域

本发明涉及河床演变过程数据信息可视化研究领域，具体是一种地形数据快速可视化辅助河床演变研究的方法，其充分利用多种计算和绘图软件各自的特点，相互交叉使用，可减轻技术人员劳动强度，并提高工作效率和计算精度。

背景技术

目前在河道治理规划、采砂规划、护岸工程设计、涉水建筑物防洪评价论证等理论研究和工程实践中，河床演变过程分析是研究工作中最基本的技术手段之一。通常情况下，传统河床演变过程分析需人工对地形资料进行读取和计算各个典型横断面特征值，同时在EXCEL中对数据资料进行繁琐的计算、绘画典型横断面图以及分析河床冲淤量，该方法中河床冲淤量计算精度与选取的断面间距和人工读取经验有关，空间分析能力差。对于研究河段顺直且长度短的情况下这种常规方法可行，但针对所需研究河段平面形态复杂且长度长、分析的地形测次多、分析任务重但时间又紧的情况，就存在难以满足工作进度和精度要求的问题。因此，如何高效处理地形数据辅助河床演变过程分析是亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种地形数据快速可视化辅助河床演变研究的方法，可以实现高效处理地形数据进行河床演变过程分析，有助于为同行研究者在河床演变相关研究工作中为基础数据采集和后处理工作提供有效、便捷的技术手段。

本发明采用如下技术方案实现：

一种快速实现河道水下地形数据信息可视化辅助河道演变研究的方法，包括如下步骤：

步骤1、根据地形图中特征地形线和实测点层的不同属性特点集中批量采集多年河道不同测次水下地形数据，包括X、Y和Z坐标值；

步骤2、完成河床典型横断面基本数据采集工作，集中提取典型横断面起点距和高程数据；

步骤3、编制河床典型横断面历年冲淤变化脚本执行文件，在CAD中快速生成河床典型横断面历年冲淤变化图；

步骤4、集中计算选取的研究河段典型横断面的特征值，同时采用断面地形法计算河床冲淤量；

步骤5、在SURFER软件中采用网格地形法计算研究河段的河床冲淤量，并和断步骤4面地形法计算河床冲淤量进行综合对比，最后确定该河段河床冲淤量；

步骤6、绘制不同测次间的河床冲淤变化平面分布云图。

进一步的，步骤1具体为：

(1)先打开AUTOCAD软件，读取地形图文件，一般地形图的图层包括控制点、首曲线、计曲线、实测点、水边线图层，为保证计算精度，首先需要对地形图进行整理，保证地形图范围与断面法一致，由于岸上侧点比较稀疏，可根据等高线高程适当内插一些，将地形图中的多余信息图层关闭，仅留取线条和高程点图层，另存为*.dxf文件；

(2)打开对象名选项中，先将地形中的多段线、特征点用list命令查看各自属性；

(3)图层名选项中，包括线型、颜色、块名；

(4)将自编可视化主程序文件打开后，在主菜单中选择“断面”，分项选择“读DXF文件”，输入第(2)小步中所取得对象名、图层名、线型名、颜色、块名或高程信息；

(5)对上步中各种点或线段的信息输入完后，分别点选“三维点”，生成多个对应*.pts数据文件，最后将多个数据文件合并为一个文本文件，以*.txt扩展名格式保存。