CN109711680A - 基于gis数字化技术的河流水电规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及河流水电规划领域，其公开了一种基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，应用数字化技术为河流水电规划提供辅助手段，提高国内河流水电规划的工作效率以及提高国际项目的快速响应能力。本发明系统地梳理现有河流水电规划技术流程，分析其中的技术难点和瓶颈，结合实际工作中的需要，分析数字化技术在河流水电规划中的应用需求，提出基于GIS的数字化技术，形成新的技术流程；其中基于GIS的数字化技术包括：地形等高线处理技术、河流水系自动提取技术和水位库容曲线自动测算技术。

Description

基于GIS数字化技术的河流水电规划方法

技术领域

本发明涉及河流水电规划领域，具体涉及一种基于GIS(地理信息系统)数字化技术的河流水电规划方法。

背景技术

随着我国经济进入新常态，水电开发继续向我国西部深入，并重点向国外市场发展，水电“走出去”战略快速推进。在这样的背景下，国内水电企业加大了国外水电市场的拓展力度，主动挖掘亚非拉等国家的水电项目，以提高水电市场竞争力和企业战略发展能力。

在新常态下水电发展进入新形势，河流水电规划需要充分发挥规划设计的龙头优势，坚持高端切入，规划先行：一方面应提高国内河流水电规划的工作效率和技术手段，稳定国内水电市场的发展，另一方面应加强国外无资料地区河流规划的快速响应能力，有效识别资源，搞好战略性资源的统筹规划，补齐国外业务短板，为中国水电企业稳步推进国内市场、大力拓展国外市场奠定良好基础，使高端规划能力持续成为开展前瞻性营销的战略能力和转型发展的重要突破点。

由于国外水电项目常常表现出时间短、资料少、强度大的特点，开展国外河流规划等相关工作常常遇到以下问题：

(1)国外项目基础资料薄弱，缺乏必要的地形和水系资料，极大地增加了工作开展难度；

(2)目前国外常用的技术手段不仅需要人工校正，且成果精度风险较大；

(3)国外河流规划、选点任务量较大，有时需开展全流域甚至全国范围的水电规划，工作投入和人工耗时较大；

(4)国际项目要求短时间内快速跟进，目前缺乏高效的辅助工具，难以满足快速响应的工作要求。

此外，现有的国内河流水电规划工作也有待改进的地方，包括以下几方面：

(1)水系纵坡提取缺乏有效的数字化技术，传统技术需手动识别河流，河流纵坡线需人工手动提取，步骤繁琐，效率低下；

(2)传统基础地形资料提取无法实现条带状河流地形提取，采用传统方法提取的大块地形冗余数据过多，不易于直观显示和分析；

(3)测算水库水位库容曲线时，传统技术需要繁琐的人工操作，大型水库耗时甚至长达几个月，费时费力。

综上所述，传统技术中，在面对国内河流规划工作时，存在人力投入过大，工作效率不高的问题，在面对国外无资料地区的河流规划时，常常遇到瓶颈、耗时耗力，工作难以开展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，应用数字化技术为河流水电规划提供辅助手段，提高国内河流水电规划的工作效率以及提高国际项目的快速响应能力。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其包括以下步骤：

A、地形定位：

确定大致的研究范围，在预先下载的全球地形DEM(Digital Elevation Model)数据或者实际地理测绘数据的基础上，将研究范围的局部地形切割出来，作为河流水电规划的基础；

B、获取等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料：

以切割出来的局部地形作为输入，采用数字化的地形等高线处理技术、河流水系自动提取技术以及水位库容曲线自动测算技术分别生成等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料；

C、根据等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料进行综合分析，完成规划选点：

利用GIS软件查询显示功能,根据河流水洗资料分析河流水系的控制流域面积和河道坡降，结合等高线地形资料分析合理的建坝引水条件，确定合理的建坝或引水开发方式，初步拟定梯级开发方案，借助水位库容曲线资料分析合理的特征水位和利用落差，完成综合规划选点；

D、获取河流水电规划的相应成果：

根据综合规划选点确定的梯级布置方案和各类指标，获取河流水能资源成果表、纵剖面布置图、平面布置图和动能指标表。

作为进一步优化，步骤A中，根据研究的河流名称或初步的经纬度坐标确定大致的研究范围。

作为进一步优化，步骤B中，所述采用数字化的地形等高线处理技术生成等高线地形资料，具体包括：

(1)利用地理数据库存储功能，将分块下载的全球陆地范围内的所有地形数据，拼接集成为全球地形数据集，可在任意位置切割出指定范围的局部地形数据；

在分析国外水电项目时，设定具体的位置范围，再应用GIS软件对地形数据的切割方法，即可以获得所需的局部地形数据；

(2)利用GIS软件实现等高线处理：沿着河流截取适当宽度的条带状地形，将地形数据从经纬度坐标系投影至大地坐标系，再设定合适的等高线间距参数，即可得到用于河流规划的地形等高线；

(3)利用GIS软件将获取的地形等高线转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式。

作为进一步优化，步骤B中，所述采用河流水系自动提取技术生成河流水系资料，具体包括：

(1)指定流域范围，从全球SRTM数据集中切割出局部地形数据，并存储为无压缩tif文件格式；

(2)调用河流水系提取软件，指定地形输入数据，运行后即可获得shp格式的河流水系；

(3)通过GIS软件解析水系shp文件信息，并转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式。

作为进一步优化，所述河流水系提取软件具有DEM数据输入、填洼预处理、栅格流向判断、集水面积累计、河道识别与拓扑建立、子流域边界提取、地形参数统计、河段编码以及河网矢量数据输出等9个功能模块，可自动识别并提取具有拓扑关系、矢量河道与分水岭以及河段地形参数的综合数字化河网。

作为进一步优化，所述shp格式的河流水系可提供包括河道坡降、流域集水面积、河流分级与拓扑关系等属性信息。

作为进一步优化，步骤B中，所述采用水位库容曲线自动测算技术生成水位库容曲线资料，具体包括：

(1)基于已有的高程信息采用TIN三角化网格法转化为三维地形模型；

(2)沿不同高程等间距循环，在每个高程基准上切割三维地形的水平剖面，截取该高程的等高线环；

(3)统计不同高程对应的等高线环的面积，构成水位-面积关系，并推算水位-库容曲线。

作为进一步优化，所述在每个高程基准上切割三维地形的水平剖面，截取该高程的等高线环的方法为：

基于GIS软件的栅格计算功能，在三维地形上判断高于某个高程基准的范围，将识别结果转化为多边形从而得到封闭的等高线环。

作为进一步优化，步骤B中，所述采用生成水位库容曲线资料还包括：

在处理大型水库或处理多个水库的水位库容曲线自动测算时，在基于已有的高程信息采用TIN三角化网格法转化为三维地形模型后，对三维地形模型进行分割，然后分块并行提取等高线，再将提取的等高线进行拼接合并。

作为进一步优化，步骤D中，所述获取河流水电规划的相应成果的具体方式为：

根据河流特性、支流汇入关系、敏感控制因素分布等信息，分段计算出该流域的水能资源整体情况，获取水能资源成果表；

结合河道纵坡比降、梯级特征水位等信息，绘制河流纵断面的梯级示意图，获得纵剖面布置图；

结合河流水系分布、水库淹没范围等信息，绘制河流平面的梯级方案布置图，获得平面布置图；

通过汇总梯级的各类动能指标获得动能指标表。

本发明的有益效果是：

1)系统地梳理现有河流水电规划技术流程，分析其中的技术难点和瓶颈，结合实际工作中的需要，分析数字化技术在河流水电规划中的应用需求，提出基于GIS的数字化技术，形成新的技术流程；

2)基于提出的河流规划地形等高线提取技术，通过下载并集成全球范围的卫星地形数据，利用GIS软件的数据处理和格式转换工具，在全球任意位置灵活生成沿河流分布的地形等高线，从而为国外河流水电规划提供实用的、有效的等高线资料；

3)基于提出的河流水系自动提取技术，从高精度卫星地形数据中，自动识别并提取具有拓扑关系、矢量河道与分水岭以及河段地形参数的数字化河网，方便快捷地获得丰富的水系信息，包括目前提取困难的河道纵剖面高程和流域控制面积等参数，为国外河流规划工作提供了重要的水系基础数据；

4)基于提出的水位库容曲线自动测算技术，利用三维模型的高维度特性和GIS三维分析功能，灵活提取任意高程的封闭等高线环，从而获得水位库容曲线，并且通过分块测算的方法，保证自动测算技术的精度和效率。

因此，对于具有高精度测绘数据的河流水电规划项目，本发明的方案可提高水电规划的工作效率；对于缺乏基础地形资料的河流水电规划项目，可快速提供一定精度的基础数据，并加强国外无资料地区河流规划的快速响应能力，最终实现数字化技术在河流水电规划中的推广应用，将技术转化为实际生产力。

附图说明

图1为本发明中的河流水电规划的流程图；

图2为验证案例中的雅砻江上游纵断面高程结果对比图；

图3为验证案例中的大渡河猴子岩水位库容曲线结果对比图。

具体实施方式

在实际生产项目中，常常需要结合河流水电规划专业的实际需求，对河流水电规划的基础资料提出精度和速度等方面的具体要求，主要如下：

(1)提供特定范围、等高线间距、比例尺的专业地形资料，并且要求合理处理地形图的冗杂局部地形，形成的等高线平滑，地形直观；目前的技术可以提供整块地形图，但数据量太大，冗杂数据较多，工作效率较低；

(2)提供包含河流纵剖面高程、河道任意位置流域面积以及河道与分水岭矢量的河流水系资料，并且要求提取的河道具有合理的拓扑关系，与实际地形河道相比具有高度的吻合度；目前技术较难提供包含大量信息的水系河网，仅能识别主要线形河道，部分国外地区甚至需要基于影像地图人工识别；

(3)在短时间内提供国外河流上多个规划坝址的水位库容曲线，并且提供不同高程下库容淹没面积等中间过程，为供特征水位选取提供参考等；目前技术可以提供高程、面积和库容的关系，但不能方便快捷提供任意水位对应的淹没范围，部分基于实际测绘的地形图甚至需要繁琐重复的人工测量。

面对上述要求，本发明提出一种基于GIS的数字化技术实现河流水电规划的方法，在系统化梳理河流水电规划技术思路和现有工作流程的基础上，分析河流规划中的技术难点和瓶颈，提供包括提供全球无资料地区的河流水系和地形等高线资料、实现水位库容曲线的自动化测算等三大数字化技术，为河流水电规划提供辅助手段，提高国内河流水电规划的工作效率以及提高国际项目的快速响应能力。

如图1所示，本发明提出的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法流程可以归纳为“地形定位、三种技术、综合选点、四大成果”四部分，具体说明如下：

(1)地形定位：根据研究的河流名称、或初步的经纬度坐标，确定大致的研究范围，在预先下载的全球地形DEM(Digital Elevation Model)数据或者实际地理测绘数据的基础上，将研究范围的局部地形切割出来，作为河流水电规划的基础。

(2)三种技术：包括地形等高线处理技术、河流水系自动提取技术、水位库容曲线自动测算技术，即以切割的局部地形数据为输入，分别生成等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料的三种技术。

(3)综合选点：以上述三种技术提供的各类资料为分析基础，结合GIS软件查询显示功能，充分利用河流水电规划技术人员的综合分析，选取合适的梯级电站布置点。综合选点是河流水电规划的核心部分，应分析河流水系的控制流域面积和河道坡降，结合地形等高线分析合理的建坝引水条件，确定合理的建坝或引水开发方式，初步拟定梯级开发方案，借助水位库容曲线分析合理的特征水位和利用落差，完成综合规划选点。

(4)四大成果：根据综合选点确定的梯级布置方案和各类指标，完成河流水能资源成果表、纵剖面布置图、平面布置图和梯级动能指标表四大成果。其中，水能资源成果表需要根据河流特性、支流汇入关系、敏感控制因素分布等信息，分段计算出该流域的水能资源整体情况；纵剖面布置图需要结合河道纵坡比降、梯级特征水位等信息，绘制河流纵断面的梯级示意图；平面布置图需要结合河流水系分布、水库淹没范围等信息，绘制河流平面的梯级方案布置图；最后的动能指标表需要汇总梯级的各类动能指标。

下面重点阐述本发明中上述“三种技术”的具体实现手段：

一、地形等高线处理技术:

地形等高线处理技术主要借用GIS软件和地理数据库实现，包括以下部分：

(1)结合SRTM DEM的地理数据库存储功能实现灵活的地形切割：利用SRTM DEM地理数据库存储技术，可以将分块下载的全球陆地范围内的所有地形数据，拼接集成为全球地形数据集，其最大优势是能在任意位置切割出指定范围的局部地形数据。利用这一特性，在分析国外水电项目时，只需要设定具体的位置范围，再应用GIS软件对地形数据的切割方法，即可以获得所需的局部地形数据。

(2)基于GIS的等高线生成：借助GIS软件的等高线处理功能，可以根据地形数据生成等高线。由于大范围生成的等高线往往过于密集，通常首先沿着河流截取适当宽度的条带状地形，将地形数据从经纬度坐标系投影至大地坐标系，再设定合适的等高线间距参数，即可得到用于河流规划的等高线。

(3)基于GIS的数据格式转换：目前常用于河流水电规划的工作平台是Auto CAD和Google Earth软件，Google Earth软件提供的遥感影像贴图以及地理信息有助于规划分析，Auto CAD软件能加载大规模的等高线数据，适合范围较大流域的水电规划。利用GIS软件的数据格式转化技术，可以将处理好的地形等高线转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式，从而方便现有技术人员开展河流规划工作。

总之，本发明提出的地形等高线处理技术通过下载并集成全球范围的SRTM地形数据，利用GIS软件的数据处理和转换功能，可以灵活方便地生成任意位置地形等高线，从而为国外河流水电规划提供实用的等高线资料，确保后续规划工作的顺利开展。

二、河流水系自动提取技术：

河流水系自动提取技术目前已转化成自主开发的模块化软件，可从高精度DEM地形数据中，自动识别并提取具有拓扑关系、矢量河道与分水岭以及河段地形参数的综合数字化河网，该技术包括DEM数据输入、填洼预处理、栅格流向判断、集水面积累计、河道识别与拓扑建立、子流域边界提取、地形参数统计、河段编码、河网矢量数据输出等9个功能模块。该软件采用简单的输入输出接口，读入tif格式的栅格地形，生成shp格式的矢量河流水系，可提供包括河道坡降、流域集水面积、河流分级与拓扑关系等在内的丰富属性信息。

河流水系自动提取技术方便快捷，通过以下几个步骤即可完成：

(1)指定流域范围，从全球SRTM数据集中切割出局部地形数据，并存储为无压缩tif文件格式。

(2)调用河流水系提取软件，指定地形输入数据，运行后即可获得shp格式的河流水系。

(3)通过GIS软件解析水系shp文件信息，并转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式。

获取的河流水系信息中，最直观的是水系和分水岭的矢量线段，常常采取不同线性和颜色的显示方式识别；而具有重要参考价值的是河道坡降和流域集水面积这两个属性，在河流水电规划中常常用于判断电站选点，即河道坡降较陡和流域集水面积较大的位置常常具有布置电站的潜力，通过综合分析后可确定合适的电站位置。

总之，河流水系自动提取技术为河流水电规划提供了重要的水系基础数据，采用模块化的软件通过简单的操作步骤即可获得信息丰富的河流水系，为国外河流规划工作提供了极大的便利。

三、水位库容曲线自动测算技术：

传统的水位库容曲线测算方法，主要是手动将每一根等高线连接封闭成环，统计不同高程的等高线的面积，再利用水位-面积关系推算水位-库容曲线。传统测算方法的缺陷在于人工操作反复冗杂，其工作量随着等高线间距变密集和水库规模增大而倍增。

为了将技术人员从冗杂的测算工作中解放出来，本发明提出了水位库容曲线自动测算技术，利用三维模型的高维度特性，灵活提取任意高程的封闭等高线环，相比传统连接等高线的测算方式效率优势明显。该方法主要包括步骤：

(1)基于已有的高程信息(高程点、离散等高线均可)采用TIN三角化网格法转化为三维地形模型。

(2)沿不同高程等间距循环，在每个高程基准上切割三维地形的水平剖面，截取该高程的等高线环。

(3)统计不同高程对应的等高线环的面积，构成水位-面积关系，并推算水位-库容曲线。

上述方法的核心难题是在三维地形模型上切割水平剖面，可以借助GIS软件的三维地形分析模块解决这一难题。基于GIS软件的栅格计算功能，在三维地形上判断高于某个高程基准的范围，将识别结果转化为多边形从而得到封闭的等高线环。这一技术不仅能识别不同水位的库区淹没范围，还可以识别水库中孤立的小岛，增加水位库容曲线的测算精度。

从提取精度上分析，自动测算技术受三维地形模型的分辨率制约，河流规划阶段采用分辨率为90m的STRM地形数据，生成的三维模型也具有一定的坐标误差。若要提高库容曲线的测算精度，应增加三维模型的分辨率，则需要利用更高精度的高程信息，例如采用实地测绘的高程点或者离散等高线。

此外，提高三维模型的精度将导致计算量的增加，这对计算机性能提出了更高的要求。面对计算量剧增的挑战，除了提升计算机性能，增加计算机的计算能力之外，另一种思路是本发明采取的分割三维地形模型、分块并行提取等高线、然后拼接合并的办法，这一方法能有效缓解计算机性能不足的问题，同时也能应用该方法一次性处理分布在整个流域不同位置的多个水库的测量工作。

总之，本发明中提出的水位库容曲线自动测算技术，将技术人员从冗杂的测算工作中解放出来，利用三维模型的高维度特性和GIS系统三维分析模块，灵活提取任意高程的封闭等高线环，从而获得水位库容曲线，并且通过提高计算机性能和分块测算的方法，保证自动测算技术的精度。

本发明提出的数字化技术的精度和准确性验证：为验证数字化技术的精度和准确性，本发明基于四川省雅砻江上游的纵断面实际测绘成果，以及四川省大渡河猴子岩电站的1：2000测绘库容曲线成果，与基于90m分辨率SRTM地形的数字化技术提取结果进行对比，分析数字化技术的结果误差。

首先，对雅砻江上游河流纵断面结果进行比较分析：河段实际测绘数据与数字化技术提取的纵坡面高程的比较结果，如图2所示。整体来看，数字化技术获得的纵剖面高程与实际测绘高程相差不大；从高程误差上来看，平均误差在10m以内，局部测量点有15m的最大误差；从误差正负值来看，数字化技术提取的高程略微偏大。

经过分析，认为数字化技术提取的河流纵断面的误差主要来源为三部分：

(1)数字化采用的90m精度STRM地形数据的自身误差，这一数据源本身具有10m的测量误差，是对比误差的主要来源；

(2)数字化提取的水系点与实际测绘点的匹配误差，两者在平面上位置可能偏离几十至几百米，由于对比位置并不完全重叠产生的误差干扰了结果的对比性；

(3)数字化提取水系时对高程的修正处理误差，水系提取时考虑河道纵坡特性，对河流的局部洼地和反曲地形进行了抬升处理，导致提取高程略微偏大。

通过上述分析可知，数字化技术应用于90m分辨率STRM地形数据，提取的河流纵断面的数据误差约为10m，局部误差可能达到15m，面对国外项目基础资料缺乏的现状，数字化技术能为国外河流水电规划提供基础数据，在保证一定精度的前提下，推动国外河流规划的工作开展。

其次，对大渡河猴子岩水库的水位库容曲线进行比较分析：数字化技术自动测算结果与基于1：2000地形图人工测算结果的对比分析，如图3所示。其中对比的数据系列有三个，分别为：①基于1：2000地形等高线人工测算的结果，②基于1：2000地形等高线数字化自动测算的结果，③基于90m分辨率SRTM地形DEM的数字化自动测算结果。

对比系列①和系列②可以看出，采用1:2000测绘图这一相同的高程信息来源，数字化自动测算的结果和人工测算的结果基本完全一致，其相对误差在1％以内，这一结果验证了数字化技术自动测算方法的有效性和准确性。自动化测算技术在保证测算精度的前提下实现了自动测算，将技术人员从冗杂的测算工作中解放出来，极大地提高了工作效率，避免反复测算带来的人工误差。

对比系列②和系列③可以看出，数字化测算的结果依赖于高程信息来源的精度，基于90m精度STRM数据自动测算的水位库容曲线，与基于1：2000测绘地形自动测算的结果误差在10％左右。经过分析，认为相比1：2000测绘地形，STRM数据因为水平精度只有90m，缺少较多的局部地形特征，导致测算的结果整体偏大。

通过上述分析可知，本发明提出的水位库容曲线自动测算技术，在采用高精度的测绘地形时，在保证数据精度的前提下，能有效提高水位库容曲线测算的工作效率；而在国外项目缺乏实际测绘资料的情况下，采用90m分辨率SRTM地形数据获得的水位库容曲线，尽管比实际测绘的测算结果偏离约10％左右的误差，但在国外项目基础资料缺乏的现状下，能快速推动国外河流规划的工作开展，解决“巧妇难为无米之炊”的难题，实现国外项目的资源有效识别。

综上所述，本发明提出的数字化技术在河流水电规划的应用中有两个层次的应用效果：

(1)有高精度测绘数据时，在充分保障数据精度的基础上，实现基础资料和特征参数的自动化提取，可提高工作效率；

(2)缺乏基础地形资料时，可快速提供一定精度的基础数据，并加强国外无资料地区河流规划的快速响应能力，最终实现数字化技术在河流水电规划中的推广应用，将技术转化为实际生产力。

实施例：

以非洲西部利比里亚的洛法河流域的水电规划为实验案例，应用数字化技术提取河流水电规划所需的基础资料，依次按照下面步骤执行：

(1)将研究目标定位至利比里亚，确定研究范围为洛法河；

(2)根据研究范围在SRTM全球数据集中，切割出洛法河的局部地形；

(3)调用河流水系自动提取软件，获得提取的洛法河水系，在ArcGIS中加载；

(4)根据洛法河水系的干流，确定需要提取等高线的条带范围；

(5)调用ArcGIS的等高线生成方法，按5m间距生成等高线，并突出25m等高线；

(6)通过ArcGIS的格式转化功能，转化为Google Earth和Auto CAD格式。

采用本发明提出的地形等高线处理技术和河流水系自动提取技术，通过上述步骤获取的地形和水系数据，可用于初步的河流水电规划，根据地形条件、河流坡降和集水面积等信息，初步确定梯级电站的布置方案。初步确定梯级布置方案后，根据确定的梯级正常蓄水位确定梯级水库淹没范围，然后采用本发明提出的水位库容曲线自动测算技术，获取等间距的库区封闭等高线，利用水位-面积关系推算得到水位-库容曲线。

最后汇总洛法河规划的成果，梯级布置的平面图和纵剖面图，水位-库容曲线测算结果。绘制平面图时综合了河流水系、水库淹没范围和梯级布置方案等信息，绘制纵剖面图时综合了河道坡降、利用落差、梯级布置方案等信息，最终构成了内容丰富的河流水电规划成果。

通过上述案例实验，按步骤演示了本发明提出的地形等高线处理技术、河流水系自动提取技术和水位库容曲线自动测算技术，为河流水电规划提供了关键的基础数据，最终获得了丰富的梯级规划成果。

随着国外水电市场拓展的节奏加快，数字化技术在河流水电规划中的应用，为挖掘可行的国外水电项目提供了实际有效的技术思路，提高了国外河流规划的工作效率，实现国外项目的资源有效识别，面对竞争激烈的国际市场，为攻占海外市场、提升企业战略发展能力提供了有力的技术支撑。

Claims (10)

1.基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、地形定位：

确定大致的研究范围，在预先下载的全球地形DEM数据或者实际地理测绘数据的基础上，将研究范围的局部地形切割出来，作为河流水电规划的基础；

B、获取等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料：

以切割出来的局部地形作为输入，采用数字化的地形等高线处理技术、河流水系自动提取技术以及水位库容曲线自动测算技术分别生成等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料；

C、根据等高线地形资料、河流水系资料和水位库容曲线资料进行综合分析，完成规划选点：

利用GIS软件查询显示功能,根据河流水洗资料分析河流水系的控制流域面积和河道坡降，结合等高线地形资料分析合理的建坝引水条件，确定合理的建坝或引水开发方式，初步拟定梯级开发方案，借助水位库容曲线资料分析合理的特征水位和利用落差，完成综合规划选点；

D、获取河流水电规划的相应成果：

根据综合规划选点确定的梯级布置方案和各类指标，获取河流水能资源成果表、纵剖面布置图、平面布置图和动能指标表。

2.如权利要求1所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，步骤A中，根据研究的河流名称或初步的经纬度坐标确定大致的研究范围。

3.如权利要求1所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，步骤B中，所述采用数字化的地形等高线处理技术生成等高线地形资料，具体包括：

(1)利用地理数据库存储功能，将分块下载的全球陆地范围内的所有地形数据，拼接集成为全球地形数据集，可在任意位置切割出指定范围的局部地形数据；

在分析国外水电项目时，设定具体的位置范围，再应用GIS软件对地形数据的切割方法，即可以获得所需的局部地形数据；

(2)利用GIS软件实现等高线处理：沿着河流截取适当宽度的条带状地形，将地形数据从经纬度坐标系投影至大地坐标系，再设定合适的等高线间距参数，即可得到用于河流规划的地形等高线；

(3)利用GIS软件将获取的地形等高线转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式。

4.如权利要求1所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，步骤B中，所述采用河流水系自动提取技术生成河流水系资料，具体包括：

(1)指定流域范围，从全球SRTM数据集中切割出局部地形数据，并存储为无压缩tif文件格式；

(2)调用河流水系提取软件，指定地形输入数据，运行后即可获得shp格式的河流水系；

(3)通过GIS软件解析水系shp文件信息，并转化为Auto CAD和Google Earth支持的格式。

5.如权利要求4所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，所述河流水系提取软件具有DEM数据输入、填洼预处理、栅格流向判断、集水面积累计、河道识别与拓扑建立、子流域边界提取、地形参数统计、河段编码以及河网矢量数据输出等9个功能模块，可自动识别并提取具有拓扑关系、矢量河道与分水岭以及河段地形参数的综合数字化河网。

6.如权利要求4所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，所述shp格式的河流水系可提供包括河道坡降、流域集水面积、河流分级与拓扑关系等属性信息。

7.如权利要求1所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，步骤B中，所述采用水位库容曲线自动测算技术生成水位库容曲线资料，具体包括：

(1)基于已有的高程信息采用TIN三角化网格法转化为三维地形模型；

(2)沿不同高程等间距循环，在每个高程基准上切割三维地形的水平剖面，截取该高程的等高线环；

(3)统计不同高程对应的等高线环的面积，构成水位-面积关系，并推算水位-库容曲线。

8.如权利要求7所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，所述在每个高程基准上切割三维地形的水平剖面，截取该高程的等高线环的方法为：

基于GIS软件的栅格计算功能，在三维地形上判断高于某个高程基准的范围，将识别结果转化为多边形从而得到封闭的等高线环。

9.如权利要求8所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，步骤B中，所述采用生成水位库容曲线资料还包括：

在处理大型水库或处理多个水库的水位库容曲线自动测算时，在基于已有的高程信息采用TIN三角化网格法转化为三维地形模型后，对三维地形模型进行分割，然后分块并行提取等高线，再将提取的等高线进行拼接合并。

10.如权利要求1-9任意一项所述的基于GIS数字化技术的河流水电规划方法，其特征在于，

步骤D中，所述获取河流水电规划的相应成果的具体方式为：

根据河流特性、支流汇入关系、敏感控制因素分布等信息，分段计算出该流域的水能资源整体情况，获取水能资源成果表；

结合河道纵坡比降、梯级特征水位等信息，绘制河流纵断面的梯级示意图，获得纵剖面布置图；

结合河流水系分布、水库淹没范围等信息，绘制河流平面的梯级方案布置图，获得平面布置图；

通过汇总梯级的各类动能指标获得动能指标表。