[发明专利]一种统一高程和水深数据网格单元编号的方法

说明书

本发明提供了一种统一高程和水深数据网格单元编号的方法。本发明构建河床原始数据集；构建地形插值后的网格单元、节点河床高程数据集；构建含植被区标记值的网格单元河床高程数据集；构建平面二维水流模型，计算得到各级流量下的网格单元水深数据集；对网格单元河床高程、水深数据集进行编号统一化计算处理；结合网格单元河床高程数据集、编号统一后的网格单元水深数据集，通过植被等效糙率公式计算得到河床糙率数据集。本发明提出了解决不同网格数据编号存在差异的方法，克服了不同数据间无法直接结合使用的局限性，通过网格编号统一后联合使用网格单元高程、水深数据计算植被等效阻力，能精确反映不同淹水条件下的植被阻力变化。

技术领域

本发明涉及河流数值模拟技术领域，尤其涉及一种统一高程和水深数据网格单元编号的方法。

背景技术

研究岸滩植被孳生导致的河床阻力增加产生的影响效应，是水力学及河流工程数值模拟领域的热点问题，由于不同深度淹水条件下植被对水流的阻力作用不同，模型边界能否准确反映不同水深下植被区等效阻力是模拟的关键。研究中往往需将平面离散数据点网格化，再采用相关公式在网格数据基础上进行后续计算分析。考虑到问题的复杂性，过程中常要涉及多种类型网格数据。具体表现为需结合网格地形高程数据、网格水深数据。然而，这些数据通常利用不同软件，或者同一软件的不同模块中计算获得，各软件的相互独立及网格编号规则的差异，可能产生同一套网格中不同类型数据网格编号及坐标不对应问题，将导致不同类型数据间无法直接结合使用，应对不同编号网格数据进行统一化。已有研究对此论述甚少，忽视网格编号差异不仅计算结果将出现谬误，甚至可能给相关工程研究带来巨大经济损失。

发明内容

本发明基于地理坐标相同原则，提供了一种网格编号统一化的方法，使不同网格编号数据能相互结合和交换，从而应用考虑植被区等效河床阻力的糙率面文件边界生产技术。

为实现考虑岸滩区域植被分布带等效河床糙率面文件的生成，本发明提供了一种统一高程和水深数据网格单元编号的方法，包括以下步骤：

步骤1：构建河床高程原始数据集；

步骤2：构建河床高程原始数据集通过自然邻点插值法计算处理，得到地形插值处理后网格单元河床高程数据集、地形插值处理后网格节点河床高程数据集；

步骤3：将地形插值处理后网格单元河床高程数据集通过植被区特征值标记，得到标记后网格单元河床高程数据集；

步骤4：构建平面二维水流模型，将地形插值处理后网格节点河床高程数据集通过平面二维水流模型计算，得到不同流量下的网格单元水深数据集；

步骤5：结合地形插值处理后网格单元河床高程数据集、网格单元水深数据集，通过网格编号及坐标归一化方法计算处理，得到编号统一后的网格单元水深数据集；

步骤6：结合标记后网格单元河床高程数据集、编号统一后的网格单元水深数据集，通过滩区植被等效糙率公式计算，得到考虑植被区等效河床糙率的河床糙率数据集。

作为优选，步骤1所述河床高程原始数据集为：

data_k(x,y)

k∈[1,L],x∈[min_x,max_x],y∈[min_y,max_y]

其中，data_k(x,y)为第k个年份的河床高程原始数据集中横坐标为x纵坐标为y河床勘测高程数据，L为年份的数量，min_x为区域中横坐标的最小值，max_x为区域中横坐标的最大值，min_y为区域中纵坐标的最小值，max_y为区域中纵坐标的最大值；

作为优选，步骤2所述地形插值处理后网格单元河床高程数据集为：