[发明专利]基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法

摘要

本发明涉及一种基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法，属于市政工程信息技术与地理信息系统技术交叉领域。本发明从水力模型构建的需求出发，将标准CAD矢量数据的GIS化操作进行大量简化，主要操作步骤均通过计算机自动实现，并且配合查错机制，及时验证原始数据的错误，保证管网系统的数字化处理过程准确、快速地实现。本发明的特点在于极大简化了传统处理方法需人工输入的数据量，且仅需通过确定管段的流向信息，取消了管段上下游节点号输入的繁复工作，同时，考虑了各个步骤的可操作性，仅需借助地理信息系统平台下的简易操作即可实现，无需借助复杂的程序编程，保证了本发明的可实施性。

主权项

基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法，其特征在于：所述方法依次包含以下步骤：(1)CAD基础数据处理；取消节点的绘制，而仅需对现有管段进行处理，采用端点捕捉工具保证两管段间的端点连接进行完全坐标匹配；(2)管段GIS数据的转化和属性输入；(2.1)管段GIS数据的转化；通过ArcGIS平台下的转化工具，将CAD管段数据转化为带属性字段的shape格式矢量数据；(2.2)管段GIS数据的属性输入；管段GIS矢量数据需构建字段包括：断面类型、圆管管径、渠高、渠宽、上游底标高、下游底标高、上游埋深、下游埋深和管段流向；上述字段均通过ArcGIS平台下的空间连接工具，通过空间距离的远近，自动获取CAD数据中管段附近的文字标识信息；但如果CAD数据无法满足空间搜索的需求，则需进行人工输入；管段流向采用整数数据标识大致的管段流向，整数“1”代表管段流向为自西向东，整数“2”代表自东向西，整数“3”代表从北至南，整数“4”代表从南至北；(3)节点的自动生成及处理；(3.1)在ArcGIS平台下，基于管段矢量数据，自动生成管段端点，包括管段起始点和末端点的矢量图层数据；(3.2)在ArcGIS平台下，通过空间计算工具，获取节点的X坐标和Y坐标，根据实际精度需要，保留X坐标和Y坐标的小数位精度，通过字段计算器，利用对格式化后的X和Y坐标进行字符连接作为节点编号，X和Y坐标之间采用任意字符进行分割标识；(3.3)通过节点的编号，对具有相同编号，即相同XY坐标的节点进行合并；构建查错标识字段JN，JN初始值设置为“1”；(4)管段与节点的连接及检查；(4.1)在ArcGIS平台下，通过空间连接工具，对管段和节点进行空间连接，连接后的新管段矢量图层保留节点的编号字段和JN字段，节点编号字段连接方式为字符合并，分割标识采用任意字符，但建议与节点编号的XY坐标分割标识字符不相同，JN字段的连接方式为求和；(4.2)对连接后管段数据进行检查，JN字段值为“2”代表数据无误，任何不为“2”的管段则代表原始数据存在错误，返回步骤(1)，对管段数据进行定位纠错；(5)管段上下游节点号自动计算；对连接后管段数据，基于流向字段和节点编号字段，通过ArcGIS字段计算器中的VB代码自动计算管段的上下游节点号；通过对节点编号字段进行基于步骤4.1中所采用的连接字符进行分割，分别获得管段的起始端和末端节点编号NODE1和NODE2，结合流向字段，判断NODE1和NODE2的XY坐标值大小，从而自动计算管段的上游节点号和下游节点号；(6)节点属性的自动计算；(6.1)节点属性的计算包括节点底部高程和地面高程计算，地面高程通过地形DEM在ArcGIS平台下进行自动获取；在无DEM数据或数据不满足要求的情况下，则步骤2.2需人工输入管段上游埋深和下游埋深字段，通过节点编号与管段上游或下游节点号进行字段连接后，计算节点地面高程GH；若采用节点编号与管段上游节点号进行字段连接，则GH＝管段上游底标高+上游埋深，若与管段下游节点号进行字段连接，则GH＝管段下游底标高+h下游埋深，与管段上游或下游节点号字段连接的选择以计算节点地面高程数值H不等于0为判断标准；(6.2)节点底部高程的计算原理为与其连接管段的最低底标高为节点的底部高程；对管段矢量数据，依据上游节点号相同与下游节点号相同，在ArcGIS平台下分别进行合并处理，合并时上游底标高和下游底标高分别设置合并规则为取最小值；对节点矢量数据分别与合并后管段矢量数据进行字段连接，新增节点字段IH1和IH2，字段IH1的实际意义代表了节点连接下游管段的最低上游底标高，字段IH2的意义代表了节点连接上游管段的最低下游底标高，分别计算IH1和IH2为管段上游底标高和下游底标高；节点与采用上游节点号相同规则合并后的管段数据进行字段连接时，合并字段分别为节点编号和管段上游节点号，与采用下游节点号相同规则合并后的管段矢量数据进行字段连接时，合并字段则分别为节点编号和管段下游节点号；最后，计算节点底部高程为Min(IH1，IH2)。