[发明专利]一种流域大尺度计算海量网格的编码方法

摘要

本发明公开了一种流域大尺度计算海量网格的编码方法。对流域大尺度复杂河道干支流、河道走向通过网格编码进行区分，再按网格的空间拓扑关系进行统一编号，有助于在现有网格绘制技术方法受计算机硬件内存限制的情况下实现一次性完成海量网格的绘制。本发明实现了简单高效的大尺度海量网格的编码，为基于规则网格的大尺度海量网格绘制提供技术支撑。

主权项

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。