CN110955742B - 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***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

基于DEM的升压站场坪雨水口设置区域分析方法
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***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***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***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***，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***(Geographic Information System或Geo－Informationsystem，GIS)，它是在计算机硬、软件***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***。
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 (1)

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，生成的等高线的高程差为5cm；
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；
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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利用DEM划分雨水汇水面积的方法研究;马立山等;《中国给水排水》(第15期);全文 *

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