CN111612908A - 水利工程淹没范围展示方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

水利工程淹没范围展示方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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杨阳
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卢聪飞
袁媛
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孙文萍
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Abstract

本发明适用于计算机技术领域，尤其涉及一种水利工程淹没范围展示方法、装置、设备和存储介质，所述水利工程淹没范围展示方法包括：构建由BIM模型与数字高程模型融合的水利工程的三维模型；根据获取的上下水位控制线确定网格点的水位值；根据网格点的水位值以及高程值的大小关系确定淹没范围；生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上展示。本发明提供的一种水利工程淹没范围展示方法能够直观、精确地反映洪水淹没范围，为水利工程的防汛决策提供有力的支撑，解决了现有技术中对淹没范围的监控还存在着实时性不好而导致预警效果不够理想的技术问题。

Description

水利工程淹没范围展示方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种水利工程淹没范围展示方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
在长江、黄河流域，对水位的监控尤为重要，尤其在洪水季节，通常需要实时获取水位数据，并对淹没范围进行实时监控，从而在洪水发生前能够提前做好预警。
现有的对水位监控通常都是基于BIM技术实现的。然而通常情况下，水利工程属于大型建筑工程，会涉及到大范围地理空间的数据，而BIM技术对大范围地理空间的数据的处理分析能力不足，导致无法实时获取到水位数据，影响到对现有水位监控的效果，淹没范围的实时监控效果不好，从而影响到预警效果。
可见，现有技术对淹没范围的监控还存在着实时性不好，导致预警效果不够理想的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种水利工程淹没范围展示方法，旨在解决现有技术对淹没范围的监控还存在的实时性不好，导致预警效果不够理想的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，一种水利工程淹没范围展示方法，包括：
构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
本发明实施例的另一目的在于提供一种水利工程淹没范围展示装置，包括：
融合三维模型构建单元，用于构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
水位值插值计算单元，用于根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
淹没范围确定单元，用于根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
淹没范围展示单元，用于根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
本发明实施例的另一目的在于提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述水利工程淹没范围展示方法的步骤。
本发明实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述水利工程淹没范围展示方法的步骤。
本发明实施例提供的水利工程淹没范围展示方法，通过构建水利工程的BIM与GIS融合模型，能够将实时获取的水位数据精确的分析处理成淹没范围，并以图片的方式叠加在GIS上进行展示，即能够直观、精确地反映洪水淹没范围，为水利工程的防汛决策提供有力的支撑，解决了现有技术中对淹没范围的监控还存在着实时性不好而导致预警效果不够理想的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种构建水利工程的融合三维模型的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的一种确定淹没范围的步骤流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种确定淹没范围的步骤流程图；
图5为本发明实施例提供的另一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图；
图6为本发明实施例提供的又一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图；
图7为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示方法的效果展示图；
图8为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种执行水利工程淹没范围展示方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S102，构建水利工程的融合三维模型。
在本发明实施例中，所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成，其中融合三维模型的具体构建过程请参阅图2及其解释说明的内容。
步骤S104，根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值。
在本发明实施例中，在获取到水位控制线数据后，利用插值方法依次确定数字高程模型中各网格点的水位值。
步骤S106，根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围。
在本发明实施例中，根据网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小判断该网格点是否是淹没，从而进一步确定淹没范围。
步骤S108，根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
在本发明实施例中，所述淹没范围是一组淹没区域的网格数据，通过对网格数据进行处理，生成图片，并叠加融合三维模型上进行展示，能够更直观的展示洪水淹没的范围。
本发明实施例提供的水利工程淹没范围展示方法，通过构建水利工程的BIM与GIS融合模型，能够将实时获取的水位数据精确的分析处理成淹没范围，并以图片的方式叠加在GIS上进行展示，即能够直观、精确地反映洪水淹没范围，为水利工程的防汛决策提供有力的支撑，解决了现有技术中对淹没范围的监控还存在着实时性不好而导致预警效果不够理想的技术问题。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种构建水利工程的融合三维模型的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S202，构建水利工程的BIM模型。
在本发明实施例中，在特定软件上即可构建整个水利枢纽工程的BIM模型。构建BIM模型的过程属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。
步骤S204，根据所述水利工程的高程值数据以及所述水利工程的河岸特征线生成不规则三角网格状的数字高程模型。
在本发明实施例中，所述水利工程的高程值数据以及所述水利工程的河岸特征线属于测绘数据，可以从相应的部门直接调用，数据的获取方式可以是通过录入、上传、下载等等，利用不规则三角网算法对高程值数据、河岸特征先等测绘数据进行处理即可以得到不规则三角网格状的数字高程模型。
步骤S206，将所述BIM模型以及所述数字高程模型进行组装，生成融合三维模型。
在本发明实施例中，将水利枢纽工程的BIM模型以及表征地形的数字高程模型进行组装，就可以得到BIM和GIS融合的水利工程三维模型。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种确定淹没范围的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S302，判断所述网格点的水位值是否大于所述网格点的高程值。当判断所述网格点的水位值大于所述网格点的高程值时，执行步骤S304；当判断所述网格点的水位值不大于所述网格点的高程值时，执行其他步骤。
在本发明实施例中，当判断网格点水位值高于所述网格点的高程值，表明所述网格点为淹没点，此时可以记录其水位或水深，而当网格点水位值不高于所述网格点的高程值时，表明网格点为非淹没点，此时将该网格改为无效值，进一步的，可以通过将连续的无效值删去。从而显著的提高运算效率。
步骤S304，将所述网格点确定为淹没点。
步骤S306，根据所述淹没点确定淹没范围。
在本发明实施例中，通过水位值与高程值的大小关系来判断那些网格点属于淹没点，从而进一步确定淹没范围，事实上，淹没范围是由一串网格数据组成。
在本发明实施例中，提供的是一种无源淹没范围确定方法，也就是将数字高程模型中所有高程值低于水位控制线的网格点视为淹没点。当然，也可以采用有源淹没范围确定方法来确定淹没范围，具体请参阅图4及其解释说明。而具体的，采用无源淹没范围确定方法还是采用有源淹没范围确定方法可以基于实际情况选用，例如针对大面积降水时，采用无源淹没范围确定方法可以确定各个地区完整的淹没情况，而针对洪水时，采用有源淹没范围确定方法可以确定洪水的淹没轨迹。
如图4所示，为本发明实施例提供的另一种确定淹没范围的步骤流程图。详述如下。
在本发明实施例中，与图3所示出的一种确定淹没范围的步骤流程图的区别在于，在所述步骤S306之前，还包括：
步骤S402，根据预设的淹没关联规则确定所述淹没点的有源淹没关联点。
在本发明实施例中，所述有源淹没关联点用于描述在某个网格点被确定为淹没点后，与该网格点连通的哪些网格点极有可能同样被淹没。而具体的淹没关联规则可以是基于地形等信息预先设定。
在本发明实施例中，
所述步骤S306具体为：
步骤S404，根据所述淹没点以及所述有源淹没关联点确定淹没范围。
在本发明实施例中，根据淹没点以及有源淹没关联点所确定的淹没范围属于有源淹没范围确定方法，通过该方法确定的淹没范围往往描述了在短时间内可能存在的淹没范围，通常针对于洪水、水库泄露等从中心点往外爆发的淹没方式。
如图5所示，为本发明实施例提供的另一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图，详述如下。
在本发明实施例中，与图1所示出的一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图的区别在于，在所述步骤S106之后，还包括：
步骤S502，根据所述淹没范围内网格点的水位值与所述网格点的高程值的差值确定淹没程度。
在本发明实施例中，其中淹没程度也可以等同理解为用网格点水位或水深来描述。
所述步骤S108，具体为：
步骤S504，根据所述淹没范围以及所述淹没程度生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
在本发明实施例中，所述淹没范围展示图片中至少包括两种或两种以上与淹没程度关联的淹没范围预警颜色，其中具体的，所述淹没范围预警颜色与淹没程度关联，例如基于水深从小到大的变化，颜色从绿色、黄色、红色依次变化。当水位超过预设的预警值时，通过展示醒目的红色来起到警示的效果。
如图6所示，为本发明实施例提供的又一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图，详述如下。
在本发明实施例中，与图1所示出的一种水利工程淹没范围展示方法的步骤流程图的区别在于，所述步骤S104，具体包括：
步骤S602，根据实时获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的实时水位值。
在本发明实施例中，通过实时获取数字高程模型中网格点的上下水位控制线能够确定各个网格点的实时水位值。
所述步骤S106，具体包括：
步骤S604，根据所述网格点的实时水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定实时淹没范围。
在本发明实施例中，同样的，基于网格点的实时水位值以及网格点的高程值的大小关系能够实时确定淹没范围。
所述步骤S108，具体包括：
步骤S606，根据多个所述实时淹没范围生成实时淹没范围动态展示图片，并叠加在融合三维模型上进行动态展示。
在本发明实施例中，可以理解，可以利用一张图片描述某时刻的淹没范围，而针对连续时刻段淹没范围，可以将多张图片顺序排列，构成动态展示图片，从而实现在融合三维模型上动态展示淹没范围的效果。
如图7所示，为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示方法的效果展示图。
如图8所示，为本发明实施例提供的一种水利工程淹没范围展示装置的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，所述水利工程淹没范围展示装置包括：
融合三维模型构建单元810，用于构建水利工程的融合三维模型。
在本发明实施例中，所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成。
水位值插值计算单元820，用于根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值。
在本发明实施例中，在获取到水位控制线数据后，利用插值方法依次确定数字高程模型中各网格点的水位值。
淹没范围确定单元830，用于根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围。
在本发明实施例中，根据网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小判断该网格点是否是淹没，从而进一步确定淹没范围。
淹没范围展示单元840，用于根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
在本发明实施例中，所述淹没范围是一组淹没区域的网格数据，通过对网格数据进行处理，生成图片，并叠加融合三维模型上进行展示，能够更直观的展示洪水淹没的范围。
本发明实施例提供的水利工程淹没范围展示装置，通过构建水利工程的BIM与GIS融合模型，能够将实时获取的水位数据精确的分析处理成淹没范围，并以图片的方式叠加在GIS上进行展示，即能够直观、精确地反映洪水淹没范围，为水利工程的防汛决策提供有力的支撑，解决了现有技术中对淹没范围的监控还存在着实时性不好而导致预警效果不够理想的技术问题。
图9示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。如图9所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现水利工程淹没范围展示方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行水利工程淹没范围展示方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本申请提供的水利工程淹没范围展示装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图9所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该水利工程淹没范围展示装置的各个程序模块，比如，图8所示的融合三维模型构建单元810、水位值插值计算单元820、淹没范围确定单元830以及淹没范围展示单元840。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本申请各个实施例的水利工程淹没范围展示方法中的步骤。
例如，图9所示的计算机设备可以通过如图8所示的水利工程淹没范围展示装置中的融合三维模型构建单元810执行步骤S102；计算机设备可通过水位值插值计算单元820执行步骤S104；计算机设备可通过淹没范围确定单元830执行步骤S106；计算机设备可通过淹没范围展示单元840执行步骤S108。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，包括：
构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
2.根据权利要求1所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，所述构建水利工程的融合三维模型的步骤，具体包括：
构建水利工程的BIM模型；
根据所述水利工程的高程值数据以及所述水利工程的河岸特征线生成不规则三角网格状的数字高程模型；
将所述BIM模型以及所述数字高程模型进行组装，生成融合三维模型。
3.根据权利要求1所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，所述根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围的步骤，具体包括：
判断所述网格点的水位值是否大于所述网格点的高程值；
当判断所述网格点的水位值大于所述网格点的高程值时，将所述网格点确定为淹没点；
根据所述淹没点确定淹没范围。
4.根据权利要求3所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，在所述根据所述淹没点确定淹没范围的步骤之前，还包括：
根据预设的淹没关联规则确定所述淹没点的有源淹没关联点；
所述根据所述淹没点确定淹没范围的步骤，具体为：
根据所述淹没点以及所述有源淹没关联点确定淹没范围。
5.根据权利要求1所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，在所述根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围的步骤之前后，还包括：
根据所述淹没范围内网格点的水位值与所述网格点的高程值的差值确定淹没程度；
所述根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片的步骤，具体为：
根据所述淹没范围以及所述淹没程度生成淹没范围展示图片。
6.根据权利要求5所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，所述淹没范围展示图片中至少包括两种或两种以上与淹没程度关联的淹没范围预警颜色。
7.根据权利要求1所述的水利工程淹没范围展示方法，其特征在于，所述根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值的步骤，具体包括：
根据实时获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的实时水位值；
所述根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围的步骤，具体包括：
根据所述网格点的实时水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定实时淹没范围；
所述根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示的步骤，具体包括：
根据多个所述实时淹没范围生成实时淹没范围动态展示图片，并叠加在融合三维模型上进行动态展示。
8.一种水利工程淹没范围展示装置，其特征在于，包括：
融合三维模型构建单元，用于构建水利工程的融合三维模型；所述融合三维模型由所述水利工程的BIM模型以及不规则三角网格状的数字高程模型融合组装而成；
水位值插值计算单元，用于根据获取的数字高程模型中网格点的上下水位控制线确定所述网格点的水位值；
淹没范围确定单元，用于根据所述网格点的水位值以及所述网格点的高程值的大小关系确定淹没范围；
淹没范围展示单元，用于根据所述淹没范围生成淹没范围展示图片，并叠加在融合三维模型上进行展示。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至7中任一项权利要求所述水利工程淹没范围展示方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至7中任一项权利要求所述水利工程淹没范围展示方法的步骤。
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