[发明专利]一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法

权利要求书

1.一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用流域DEM数据计算出流域中每一个栅格单元的坡度和汇流累计值A，得到流域的坡度栅格和汇流累计栅格；

步骤S2，提取流域中的河道栅格；

其特征在于，步骤S3，以河道栅格单元为中心，逐栅格计算一定范围内的坡度一阶原点距，并将值赋给河道栅格单元；

步骤S4，基于全流域的汇流累计栅格，提取每一个河道栅格中的汇流累计值；

步骤S5，选取非库区河段上若干河道栅格单元作为样本，在数字地图中量取样本河道栅格单元内的河道宽度；

步骤S6，基于选取的样本河道栅格单元的测量宽度，汇流累计值和一定范围内的坡度一阶原点距构建河宽模型；

步骤S7，根据步骤S6建立的河宽模型，以库区河道的每一个栅格单元内的汇流累计值和一定范围内的坡度一阶原点距为河宽模型的输入，初步估算所需库区河道栅格单元内的河道宽度；

步骤S8，基于库区大坝的坝高和库区河道栅格单元与坝址的高程差估算库区河道栅格单元中由于大坝的建造所增加的水深；

步骤S9，提取库区河道栅格单元的边坡坡度；

步骤S10，结合库区河道栅格单元的边坡坡度和增加的水深计算库区河道栅格单元由于大坝的建造所增加的水面宽度；

步骤S11，根据步骤S10计算出的增加的水面宽度对初步估算的库区河道栅格单元内的河道宽度进行校正，得到所需水库库区河道栅格单元中的河道水面宽度。

2.根据权利要求1所述的一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，其特征在于，步骤S1中，利用流域DEM数据计算出流域中每一个栅格单元的坡度和汇流累计值，具体包括以下步骤：

步骤1.1，以栅格单元Cell为中心，通过周围栅格的高程值与该栅格单元的高程值的对比，找出与其相比最低的栅格单元Cell_D；

步骤1.2，计算栅格单元Cell和Cell_D之间的高程差DH_max和水平方向的投影距离Dis；

步骤1.3，根据高程差DH_max和水平方向的投影距离Dis，通过如下公式一计算得到栅格单元Cell的坡度S：

S＝DH_max/Dis 公式一

步骤1.4，将栅格单元Cell作出流栅格，最低的栅格单元Cell_D作入流栅格，入流栅格汇流累计值加1；

步骤1.5，逐栅格循环，计算得到每一个栅格单元中的坡度和汇流累计值A。

3.根据权利要求1所述的一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，其特征在于，步骤S2中，提取流域中的河道栅格，具体包括以下步骤：

步骤2.1，结合流域实际自然地理情况，设置阈值T；

步骤2.2，利用阈值T对步骤S1中的汇流累计栅格进行重分类，汇流累计栅格中汇流累计值A高于阈值T时，则判定为河道栅格，汇流累计值A低于阈值T时，则判定为坡地栅格。

4.根据权利要求1所述的一种山区性水库库区河道水面宽度的估算方法，其特征在于，步骤S3中，以河道栅格单元为中心，逐栅格计算一定范围内的坡度一阶原点距，并将值赋给河道栅格单元的步骤包括：

步骤3.1，基于数字地图确定流域中最宽的河道断面宽度B_max，根据公式二，利用B_max计算得到搜索半径r；

步骤3.2，逐次访问河道栅格中包含的每一个栅格单元，以河道栅格单元为中心，寻找河道栅格单元周围r范围内的所有栅格单元；

步骤3.3，计算步骤3.2中已选择的且在河道栅格单元一定范围内的栅格单元坡度的一阶原点矩，并且将该原点矩的值赋予中心的河道栅格单元，计算公式如下：

其中，S_mean为河道栅格单元一定范围内的栅格单元的坡度一阶原点矩，i为r范围内栅格单元的编号，n为r范围内栅格单元的总数，S_i为每一个栅格单元内的坡度。