基于D-TIN的数字流域分析算法研究

发布时间：2019-11-15 12:24

【摘要】：在水文分析领域中,目前绝大部分算法是针对格网DEM设计的,并且这些算法被集成到地理信息系统软件和专业水文分析软件中广泛使用。Delaunay不规则三角网(Delaunay Triangulated IrregularNetwork,TIN)也是数字高程模型的主要表达方式之一,与规则格网的数字高程模型相比,D-TIN具有可变分辨率、地形模拟精度该等特点,D-TIN的矢量特性使其在描述河网结构、流域拓扑关系等方面更具有优势,所以近年来基于D-TIN的水文分析算法也越来越多。D-TIN数据预处理的好坏程度对水文分析的结果有很大的影响,D-TIN对真实地表拟合的程度将直接影响水文分析算法的精度。本文针对这些点做了以下几点研究:(1)对DEM的各种数据类型进行了研究,分析了矢量、格网以及不规则三角网这三种DEM数据的优缺点。(2)介绍了流域及数字流域提取的相关概念,并研究了基于规则格网DEM的数字流域分析相关算法,并阐述了其与D-TIN数字流域的差别。(3)研究了D-TIN的相关构建算法,并根据河网水系的拓扑结构设计了D-TIN的数据结构。(4)描述了基于约束D-TIN流域河网的拓扑数据结构,讨论了TIN中三角形边的汇流特性,并给除了相应的判断规则,最后阐述了基于TIN的河网水系分级算法、河网提取以及流域分割算法,在进行河网提取时,用了基于D-TIN节点的河网追踪和基于D-TIN汇流量累积两种方法,对两种方法进行了阐述和对比,并设计了相关的数据结构将D-TIN数字流域分析各个流程产生的数据如三角面流向、汇水边进行存储。(5)基于Viual Studio2012开发平台和GDI+计算机绘图工具进行了系统的设计与开发,并在这个系统上进行了实验。
【图文】：

技术路线图

域及流域结构概述1）流域的定义重力作用下，水沿着同一个方向周期性的流动产生了槽形谷地，降水在地表相汇聚，沿着槽形谷地不断向低处流动汇聚，形成了河流。流经不同的地表地形可能有很多支流，汇聚的水量也越来越多。水系是河流与自己支流组成。河流要不断从其流经地区补充水量，这些地区成为河流或水系的集水区(如图 2.1)，地表面积就是河流或水系的流域。两条河流或者水系的分水线是它们集水区内点的连线，这条线是无规则的曲线，分水线也是流域的分界线。根据河流的大形成的河流网络大小也是不同的，其覆盖的流域也有不同规模，大型河流的流长江流域、黄河流域等大江大河流域规模覆盖了几乎半个中国，其支流也有着域，这些支流流域叫做子流域，它们的集合就是大河的流域，因此流域分割就细化为不同子流域。河流流域边界的最低点是流域的出口点，，它是流域唯一的。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P208;P333

【参考文献】

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本文编号：2561312