[发明专利]一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法

权利要求书

1.一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于：包括：

步骤1，定义大比尺和小比尺地形图，大比尺地形图为地形图A，小比尺地形图为地形图B；

步骤2，提取地形图A和地形图B的三维地形数据，并进行编号，地形图A的高程点空间坐标为X₁(j)，Y₁(j)，Z₁(j)，其中X₁(j)、Y₁(j)代表平面坐标，Z₁(j)代表高程，编号j为1，2……K₁；地形图B的高程点空间坐标为X₂(i)，Y₂(i)，Z₂(i)，其中X₂(i)、Y₂(i)代表平面坐标，Z₂(i)代表高程，编号为1，2……K₂；

步骤3，计算地形图B中第i#高程点与地形图A中所有点的平面距离d_ij，下标i表示地形图B中的第i#高程点，下标j表示地形图A中的任意一高程点；

步骤4，将地形图A的K₁个地形数据点作为数据源，将地形图B的K₂个地形数据点作为插值对象；

步骤5，重复步骤4中的插值方法，得到地形图B中每一个点的新的高程编号为1，2……K₂；

步骤6，此时，已基于大比尺地形图A与小比尺地形图B构造了新的地形图C，地形图C的高程点空间坐标为X₂(i)，Y₂(i)，编号为1，2……K₂；新地形图C的比尺、高程点数、高程点位置与小比尺地形图B完全相同，新地形图C的高程与大比尺地形图A的高程一致；

步骤7，将地形图C中的散点高程与地形图B中对应的散点高程相减，得到与地形图B比尺、高程点数、高程点位置完全相同的小比尺地形差值图D；

步骤8，将需要统计冲淤量的区域划分为不重叠的四边形网格，记录网格节点编号和网格编号；

步骤9，以地形差值图D的高程差值为数据源，将其插值到四边形网格节点上，并计算每个四边形网格单元的平均冲淤厚度；

步骤10，计算每个四边形网格的面积，将面积与平均冲淤厚度相乘即得到每个四边形上的冲淤体积；

步骤11，将每个四边形的冲淤体积相加即得到河道的冲淤体积。

2.根据权利要求1所述的一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于，所述的步骤1中，具体为：设定地形图A的平面比尺为1：n，地形图B的比尺为1：m，n和m均为自然数，若n小于m(即)则称地形图A为大比尺地形图，则称地形图B为小比尺地形图。

3.根据权利要求2所述的一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于，所述的步骤2中，具体为：对于任意两幅不同比尺的河道地形图，地形图A和地形图B，从CAD图中提取两幅地形图的三维地形数据，将小比尺地形图B中的数据点的平面位置作为新构造的地形图C的高程点的位置，保证构造的地形图C的比尺与地形图B相同。

4.根据权利要求3所述的一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于，所述的步骤4中，所述的平面距离d_ij计算如下：

式中，i取值范围1，2……K₂，j取值范围1，2……K₁。

5.根据权利要求3所述的一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于，所述的新地形图C高程的计算方法为：选取d_ij最小的5个点作为数据源，对应的距离和高程分别记为L_r和E_r，r取值为1、2、3、4、5；对地形图B中第i#的高程进行插值，插值方法如下：

6.根据权利要求5所述的一种基于不同比尺河道地形图计算冲淤量的方法，其特征在于，所述的步骤5中，具体为：计算地形图B每一个高程点的高程，得到一批新的高程数据点X₂(i)，Y₂(i)，i是从1，2……K₂的自然数；此时，已构建了地形图C，地形图C与地形图B的高程点个数相同，平面位置相同；地形图C的高程由于是通过地形图A插值得到的，认为与地形图A的高程相同。