文档介绍：由等高线计算水域体积
王延亮王宝山
摘要介绍由等高线计算水域体积的过程,分析了水下地形的特点,对应注意的问题进行了讨论,并给出了解决方案和算法。
关键词水域体积; 一次环; 二次环; 三次环
中国图书资料分类号 P217 息网
Computing the Volume of Waters with Contours
Wang Yanliang Wang Baoshan
(Harbin Institute of Engineering, Harbin, 150008)
Abstract This paper describes the process puting the volume of waters with contours, analyses the characteristics of underwater toporaphy, discusses some considerable problems and offers the solution programme and algorithm to the problems.
Key words Volume of waters; One degree ring; Two degree ring; Three degree ring 息网
1998年的特大洪水给国家和人民的财产造成巨大的损失。为在今后的抗洪中更好地安排泻洪,更准确地预测水位,就需要准确知道洪区及周边地区的水库、湖泊及水泡子的水量。计算水域体积一般有两种方法:一是用离散的水底地形点建立DEM,再逐一求出DEM中每个三角柱体的体积,最后累加;另一种是由等高线计算水域体积。由于现有的水底地形图比例尺较小(<1∶5000),原图上测得的地形点大部分均已省略,故笔者选用了后一种方法。本文分析了水下地形的特点,对应注意的问题进行了探讨,并给出了由等高线计算水域体积的方案和算法。
1 对水库、湖泊和水泡子水下等高线的分析
简单锥状水下等高线最简单的情况是一环套一环逐渐收缩的锥状地形。这种地形各等高线间的条理非常清楚,关系也很单一,等高线均为闭合线。息网
水底的岛与坑事实上许多水库和湖泊的水底,并非呈简单锥状地形。在水面下有突起的“山地”、“岛、下凹坑、山谷。岛屿是高出水面的高地,“山地”是高出水底但低于水面的高地,凹坑是低于水底的低地。它们的等高线形状亦呈闭曲线,但数量、大小、位置均无规律。这就需要依据一定的数据模型和一定的数学算法,从等高线中将其分离出来。另外,岛的陆上部分等高线也夹杂在水下等高线之中,计算前必须将其剔除掉。
岸边的堤和坝水库的一边都有大坝,湖泊的岸边也往往修筑了路堤。等高线到大坝和路堤的垂面均断开,等高线为开曲线。这类地形在计算前必须加以闭合处理。
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2 求解过程
针对三种典型的水底地形,由水库、湖泊、水泡子等高线数据建立模型,根据此数据模型确定各等高线间关系,再由高程计算出体积,计算分为两部分。为方便叙述,介绍以下特定名词:
一次环没有参加计算的原始等高线;
二次环参加过一次计算的等高线;
三次环反映水面下凸起地形的等高线。
下凹部分的体积计算息网
首先,输入等高距(DGJ),水面的高程(Max)。然后,找出所有等高线中高程最小值作为当前等