关于测绘软件自动生成三角网对方量计算的影响及三角网的修改方法

在精确大地测量以及特殊地形测量中,这种地形曲面无法用平面地图来表示时,基于以上描述的不规则地形与曲面特征,不规则三角网（简称TIN）是较早用于测绘测量领域的一种数字高程测量模型方法。对三角网组建原理、以及软件生成三角网对方量计算的影响以及软件生成的三角网的修改方法做了具体的阐述与分析。     

基于ArcGIS Engine的河道数字地形建模

河道数字地形建模是根据河道测点数据创建河道地形模型DEM,包括河道不规则三角网数据模型(TIN)、河道规则格网数据模型和河道等高线数据模型。以长江南京段的实际测点数据为例①,以ArcGIS Engine为开发工具,参考反映河道地形特征的控制测点构建河道TIN,以突出河道弯曲性、深槽连续性、边坡平滑性等地形特征;由TIN创建规则格网模型和等高线模型。同时,在三维显示时利用"加边"处理来填补岸边数据满足可视化效果。     

基于曲面内插技术的数字地形生成原理及应用

本文以黄河下游实测大断面数据为基础数据,结合卫星图像、遥感图像数据判断河道主流线、滩槽分界线、水边线及控导工程,在此基础上完成断面曲面内插。利用河道实测大断面高程及下游关键控制点的水位流量关系数据推求内插断面的高程数据,快速生成整个下游河道的数字地形不规则三角网。以黄河下游花园口至利津河段为例详述了黄河下游河道数字地形生成的原理及实现。生成的地形数据与实测数据相比较,在河槽高程、河槽形态及河槽面积上均吻合较好,能满足生产中对地形数据精度的需要。     

探讨VB环境下不规则三角网在土方计算中的应用

本文研究了相关构建不规则三角网算法,利用了Visual Basic（VB）可视化用户界面及其编程语言的灵活性及简单易懂特点,在VB环境下开发出一种利用VB6.0语言生成基于生长算法的不规则三角网,并将之与CASS构成的三角网进行比对,计算同一个土石方量,通过计算过程与结果,得出VB环境下构建的不规则三角网法比CASS三角网法计算土方量相对更加灵活的结论。     

土石方计算中不规则三角网的生成及应用

不规则三角网(TIN)作为一种表现三维表面的离散数字形式在很多领域都有广泛的应用,最常见的如数字高程模型(DEM)。目前,对由大量离散点组成的地形表面构建TIN最为成熟的方法为基于狄洛尼原则的构网方法。但是该方法并不能很好地顾及"地形特征线"。而在实际应用中,设计地形(如交通工程中的设计道路、疏浚工程中的设计航道、吹填工程中的设计堤坝)正是由大量的地形特征线构成,所以该方法并不能解决这类地形的建模问题。在总结狄洛尼三角网构网方法的基础上,结合疏浚工程和吹填工程探讨了基于多边形剖分的设计地形建模方法并给出了应用实例。     

基于不规则三角形数字地形模型的水库库容分析计算

目前水库库容计算方法具有精度低、计算速度慢、受人为影响大等缺点,在库区地形条件复杂条件下,很难准确计算出水库库容,为此,研究一种简洁、快速、准确库容计算方法,在水利水电工作规划、设计和运营管理阶段具有重要意义。不规则三角网模型能充分利用地貌的特征点、线,较好地表示复杂地形,同时进行地形分析和绘制立体图也很方便。笔者基于不规则三角网模型优点,并与CAD软件二次开程序发其相结合,提出基于不规则三角形数字地形模型的水库库容计算方法,并应于同沙水库水位库容计算,研究表明,此法具有操作简便、运算快捷、计算精度高等优点,具有很好的实际应用价值及广泛的应用前景。     

基于实测水文数据的不规则河道水面模拟方法

目前水体模拟的研究大部分是针对海面或湖面,而河流由于形状不规则、流经范围广、高程变化大等原因,模拟研究较为困难。从真实的地理环境出发,以DEM数据和水文数据为基础,通过逼近水位高程的方法搜索出河流边界点,提取出了不规则的河岸线,并进一步通过不规则三角网划分,得到了河道水面模型。以金沙江溪洛渡库区为实验区域,采用不规则河流边界提取算法,建立了不规则河道水面模型,通过加入水面波浪、反射、高光等自然现象,渲染出了较为真实的河流,验证了该方法的可行性。     

一种基于Google Earth影像的河道地形数据提取方法

为解决无实测资料地区的河道地形数据获取问题,提出了一种基于Google Earth影像提取河道地形数据的方法,利用该方法提取了鉴江流域的河道地形数据并将其应用于水动力模型的构建。结果表明:利用该方法提取的河道地形数据所构建的水动力模型,其模拟过程与实际过程基本一致,其中模拟的最大、最小流量与实测对应的最大、最小流量的相对误差分别为14.3%和7.8%,流量模拟的整体相对误差为13.2%;模拟的最高、最低水位与实测对应的最高、最低水位的相对误差分别为5.5%和3.9%,水位模拟的整体相对误差为5.2%;基于Google Earth影像提取河道地形数据是解决无河道地形资料地区的一种便捷且行之有效的方法。     

数字高程模型的构建与应用

数字高程模型(DEM)的构建与应用,越来越受到专业技术人员的重视。阐述了DEM的3种构建方法:规则格网模型、等高线模型和不规则三角网模型,并对3种模型的特征进行分析,最后简单介绍DEM的应用。     

河道地形数据GIS入库方法

针对CAD河道地形数据的空间分析能力弱、使用范围窄等特点,采用GIS技术对CAD河道地形数据进行转换和入库。在数据转换和入库过程中对涉及的高程点数据获取、等高线高程确定、高程数据粗差探测等方面进行研究,实现了在少量人工质量控制的前提下高效率地将CAD河道地形数据向GIS数据自动转换与入库。该高程数据提取方法具有准确、快捷和实用的特点。     

河道湖泊地形的数字重构研究

以鄱阳湖实测地形散点、河道大断面及SRTM基础数据,结合遥感图像判断河道主流线、滩槽分界线,开发了由CAD格式河道大断面线性数据提取河道高程结点并转化为含地理信息高程结点的算法。采用正交网格曲线插值算法完成了河道断面曲面内插高程结点,重构了鄱阳湖流域湖泊及河道的数字地形。重构后的地形数据与实测数据相比较在河槽高程、形态及面积吻合较好;能满足在数字地球模型上进行三维仿真的需要,表明该方法的具有可行性和实用性。     

不同平台下大比例尺TIN建模与分析

TIN作为数字高程模型的一种,由于能较好地顾及地貌特征点、线和表示复杂地形表面而得到广泛应用。结合公司业务和选用的软件平台,介绍了TIN模型制作的流程,对ArcGIS和Geopak软件平台建模技术进行比较,分析了各自的优势与不足,在数据的处理要求方面作了总结,为制作精细数字高程模型提供借鉴经验。     

无高精度地形资料地区溃坝洪水演进模拟研究 ——以金沙江叶巴滩-巴塘段为例

为准确高效计算缺乏高精度地形资料地区河道中洪水演进过程,在空间分辨率为30 m的ASTER GDEM V2地形数据基础上采用不同方法对金沙江叶巴滩-巴塘区间河道地形进行重建,采用基于显卡加速的地表水及其伴随输移过程模型模拟了2018年"11·03"堰塞坝险情洪水过程,并与实测洪水过程进行对比验证。结果表明:①不同空间插值方法对河道地形特性的插值表达精度相差较大,样条函数法和根据河流走势的趋势平滑法生成的河道地形能较好表达河道地貌形态;②不同断面间距下趋势平滑法河道地形洪水演进模拟精度随断面间距增大而增加,仅使用入流口和出流口断面高程模拟效果在不同断面间距中最好;③使用趋势平滑法生成河道地形时,洪水模拟精度随河道下挖深度的增加呈增加趋势,下挖深度为50 m时NSE达到0.937,R~2达到0.976。研究分析了河道地形重建方法、插值断面间距及下挖深度对洪水演进模拟精度的影响,可为洪水应急抢险快速预测提供数据处理方法。     

基于TIN的LiDAR地面点云数据简化方法研究

机载LiDAR点云数据的简化虽属数据辅助处理的范畴,但对提高庞大点云数据后处理效率起着重要作用.将TIN迭代加密方法引入机载LiDAR地面点云数据简化中；对平坦地形直接简化,对复杂地形则提取山谷线、山脊线,将获得的特征点作为种子点加入TIN加密迭代简化方法中.实验证明,该方法能够在保证数据精度的前提下,简化点云数据.     

基于数字高程模型的河道分级与节点编码

 数字河网自动提取是流域水系网络结构研究、分布式流域水文模拟中的重要内容。它不仅可以帮助我们迅速计算流域水系结构特征指数,而且作为分布式流域水文模型的输入信息,为分布式河道汇流演算提供了依据。详细研究了一种由brecht和Martz提出的比较系统的数字河道网络提取和结构特征描述方法。采用该方法来从汉江流域上游的旬河流域的数字高程模型中进行数字河网提取、河道分级和河段节点编码。结果表明,所提取的数字河网和实际情况相符,而且河段节点编码非常科学,在此基础上所建立的河道网络拓扑关系结构非常有助于分布式汇流计算。     

应用GIS计算分析长江镇扬河段的河床演变

在GIS环境条件下,建立了长江镇扬河段地理信息系统,主要包括三个子系统:自动成图系统、测图信息管理系统和河道冲淤分析系统。河道冲淤分析系统采用GIS的空间技术,实现了任意测次间的剖面冲淤分析和区域冲淤分析。剖面冲淤分析包括固定断面冲淤分析和任意断面冲淤分析;区域冲淤分析包括固定河段冲淤分析和任意区域冲淤分析。其最大特点是实现了任意时间、任意空间的在线冲淤分析,在GIS平台下开发了河道管理与整治研究中快速进行高效冲淤分析的技术手段,可以从河床演变角度直观地表达河道的地形信息,为河道规划管理及整治措施设计提供了快速准确的科学数据。从镇扬河段上游至下游顺序,根据GIS分析计算得到的河道冲淤信息分别就仪征水道、世业洲、六圩水道、和畅洲和大港水道的河床冲淤演变分别进行分析介绍。     

基于GIS的河道演变与可视化分析方法研究

基于GIS的河道演变与可视化分析是长江水利委员会水文局研制开发的长江水文泥沙信息分析管理系统建设的一项重要内容.首先对数字高程模型和河道地形空间数据和属性数据的管理模式进行了系统性的说明,然后根据GIS分析方法对河道槽蓄量、冲淤量、冲淤厚度以及断面的任意切割计算方法和可视化表现形式进行了系统性分析和研究.研究成果在许多工程研究领域得到了广泛应用,发挥了较好的经济效益和社会效益.     

Combining remote sensing with physical flow laws to estimate river channel geometry

A reliable representation of river terrains is essential to river research. Field surveys of river channel geometry are time‐consuming, costly, and logistically constrained and thus would encounter difficulties to achieve sufficient spatial coverage, resolution, and frequency of resurvey. This paper aims to demonstrate an efficient approach to building a river terrain model (RTM), the emphasis being on how to combine bathymetry and topography derived from satellite images captured at different flow stages. A method for calculating the difference between high and low stages (DHLS) based on the uniform‐flow theory is proposed. Calculations are carried out for a 13‐km long meandering section of the gravel‐bed Goulais River in Canada, which features pools and riffles, alternating point bars, and midchannel bars. A RTM for this complex section has been successfully produced. It consists of three data components: bathymetry at low stage, topography at high stage, and DHLS. The results capture realistic characteristics, including thalweg shift, steep outer banks, and gradual inner banks. They also show realistic longitudinal and lateral locations of pools and riffles. To illustrate potential applications of RTM, this paper has computed extreme bed shear stresses at bankfull discharge through hydrodynamics simulations of depth‐averaged flow in the river section and further estimated bed‐sediment grain‐size distributions. The estimates compare well with field measurements. The DHLS can vary significantly along a river channel. The proposed method for determining it is not site‐specific, and hence applicable to other rivers. The novelty of the methodology discussed lies in combining remote sensing techniques with physical flow laws.