CN110955742A - 基于dem的升压站场坪雨水口设置区域分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是水利水电工程技术领域的一种基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,包括以下步骤:通过无人机倾斜摄影,获取高程数据,然后基于升压站场坪坐标校正,获取相对误差控制在厘米级的高精度DEM;基于获取的高精度DEM,生成等高线;基于等高线闭合生成等高线闭合面数据集;查询等高线闭合面数据集,找出洼地并生成洼地数据集;将洼地数据集输出为区域面,该区域面为设置雨水口区域,叠加到升压站场坪图上为设计者提供支持。本发明首先利用无人机获取高精度DEM数据,然后利用GIS空间分析技术,自动计算出升压站场坪雨水系统设计中雨水口设置区域,无需设计人员计算,且速度快、精度高、出错率非常低。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域,尤其涉及一种基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法。
背景技术
现有的升压站场坪雨水系统设计中雨水口设置方法是,设计人员基于竖向标高图和道路坡度,通过人工推算道路标高,找出地势较低处,然后根据国家相关规定,进行雨水口设置。
现有的升压站场坪雨水系统设计中雨水口设置方法的缺点是:
(1)设计人员需要根据道路坡度进行地形标高推算,设计人员计算量比较大;
(2)道路标高仅选择有代表性的点位进行标注,大多数地方标高未标明,导致雨水口设置时无完善的竖向标高做参考;
(3)人工计算是通过看竖向标高图获取道路标高,选取有代表性的点位根据道路坡度推算标高,再根据推算结果指导雨水口的设置位置,人工计算取点不全面,获取的道路标高数据有限,导致场平施工时出现误差,与雨水口设计时推算标高不同步,故而实际工程中常存在个别地方暴雨时出现积水的现象;
(4)升压站场坪由于施工等问题,场平标高和实际高度会有一定的误差,由于数据的不准确也会造成雨水口设置位置不准确。
发明内容
为克服现有升压站场坪雨水口设置方法存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题是:提供一种速度快、精度高的基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,包括以下步骤:
Ⅰ、通过无人机倾斜摄影,获取高程数据,然后基于升压站场坪坐标校正,获取相对误差控制在厘米级的高精度DEM;
Ⅱ、基于获取的高精度DEM,生成等高线;
Ⅲ、基于等高线闭合生成等高线闭合面数据集;
Ⅳ、查询等高线闭合面数据集,找出洼地并生成洼地数据集;
Ⅴ、将洼地数据集输出为区域面,该区域面为设置雨水口区域,叠加到升压站场坪图上为设计者提供支持。
进一步的是,在步骤Ⅱ中,生成的等高线的高程差为5cm。
进一步的是,在步骤Ⅳ中查找洼地时按以下步骤进行:
A、逐个查询等高线闭合面,查出的等高线闭合面,设定为a;
B、通过空间查询查找包含该等高线闭合面a的等高线闭合面b,如果b不存在,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为非空,则将面a对应的等直面存储到洼地数据集Wn,n为第n个洼地面,继续步骤A,如果b存在则进行下一步;
C、b存在,如果b的高程低于a,继续步骤A;如果b的高程高于a,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为空,则存储到洼地数据集Wn;如果查询结果非空,则继续步骤A;
D、逐个等高线闭合面查询完成,输出洼地数据集Wn。
本发明的有益效果是:首先利用无人机获取高精度DEM数据,然后利用GIS空间分析技术,自动计算出升压站场坪雨水系统设计中雨水口设置区域,无需设计人员计算,且速度快、精度高、出错率非常低。
附图说明
图1是本发明分析流程图。
图2是等高线闭合面查询过程中b不存在的示意图。
图3是等高线闭合面查询过程中b存在的示意图。
具体实施方式
首先对本申请中的一些术语进行解释:
DEM:数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM,是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达),它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
升压站场坪:升压站是一个使通过的电荷电压变换的整体系统,升压站场坪指位于升压站处及周边的场地,设计要求不能有积水。
雨水口:用于收集雨水的建筑物,雨水口的设置位置,应能保证迅速有效地收集地面雨水。
GIS:地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Informationsystem,GIS),它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
下面结合附图对本发明进一步说明。
基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,具体过程如图1所示,包括以下步骤:
Ⅰ、通过无人机倾斜摄影,获取高程数据,然后基于升压站场坪坐标校正,获取相对误差控制在厘米级的高精度DEM;
Ⅱ、基于获取的高精度DEM,生成等高线;
Ⅲ、基于等高线闭合生成等高线闭合面数据集,该等高线闭合面非等值面;
Ⅳ、查询等高线闭合面数据集,找出洼地并生成洼地数据集;
Ⅴ、将洼地数据集输出为区域面,该区域面为设置雨水口区域,叠加到升压站场坪图上为设计者提供支持。
在步骤Ⅱ中,为了便于分析计算,将获取的高精度DEM,生成高程差为5cm的等高线。
本方法最关键的步骤在于洼地的确定,采用的具体方法如图1所示,包括以下步骤:
A、逐个查询等高线闭合面,查出的等高线闭合面,设定为a;
B、通过空间查询查找包含该等高线闭合面a的等高线闭合面b,如果b不存在,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为非空,则将面a对应的等值面存储到洼地数据集Wn,n为第n个洼地面,继续步骤A。如图2所示,没有查到包含面a的面b,而查询到面a包含了面c,即查询结果为非空,记录面a后继续重新查找下一个面a,而如果b存在则进行下一步;
C、b存在时,如图3所示,面b包含面a,此时如果b的高程低于a,继续步骤A;如果b的高程高于a,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为空,则将面a对应的等值面存储到洼地数据集Wn;如果查询结果非空,则继续步骤A;
D、逐个等高线闭合面查询完成,输出洼地数据集Wn。
通过上述方式即可确定洼地区域面,再结合升压站场坪图就能为设计者提供支持,确定雨水口的设置位置和大小。该方式通过计算机协助完成,不需要人工大量测量计算,降低了劳动强度,提高了作业效率,并且精度更高,按该方式设置的雨水口很难出错,具有很好的实用性和应用前景。
Claims (3)
1.基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,其特征是,包括以下步骤:
Ⅰ、通过无人机倾斜摄影,获取高程数据,然后基于升压站场坪坐标校正,获取相对误差控制在厘米级的高精度DEM;
Ⅱ、基于获取的高精度DEM,生成等高线;
Ⅲ、基于等高线闭合生成等高线闭合面数据集;
Ⅳ、查询等高线闭合面数据集,找出洼地并生成洼地数据集;
Ⅴ、将洼地数据集输出为区域面,该区域面为设置雨水口区域,叠加到升压站场坪图上为设计者提供支持。
2.如权利要求1所述的基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,其特征是:在步骤Ⅱ中,生成的等高线的高程差为5cm。
3.如权利要求1所述的基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法,其特征是:在步骤Ⅳ中查找洼地时按以下步骤进行:
A、逐个查询等高线闭合面,查出的等高线闭合面,设定为a;
B、通过空间查询查找包含该等高线闭合面a的等高线闭合面b,如果b不存在,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为非空,则将面a对应的等直面存储到洼地数据集Wn,n为第n个洼地面,继续步骤A,如果b存在则进行下一步;
C、b存在,如果b的高程低于a,继续步骤A;如果b的高程高于a,则通过空间查询查找a包含的等高线闭合面,如果查询结果为空,则存储到洼地数据集Wn;如果查询结果非空,则继续步骤A;
D、逐个等高线闭合面查询完成,输出洼地数据集Wn。
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