基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法與流程
1.本發明涉及gis地理信息分析技術，尤其涉及一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法。
背景技術：
2.近年來，隨著地理信息系統(geographic information system，gis)的不斷發展，使用gis引擎進行洪水淹沒區宅基地淹沒區域分析，應用在洪水淹沒預防和后續處理非常重要，以宅基地基礎數據為基底，通過疊加分析區域dem數據，利用gis 數據分析算法，計算宅基地區域在洪水來臨時是否淹沒，通過降水量的測算，如何得出分析區域的安全區、影響區和淹沒區，如何快速高效分析宅基地數據計算洪水淹沒區，這就亟需本領域技術人員解決相應的技術問題。
技術實現要素：
3.本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法。
4.為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，包括如下步驟：
5.s1，通過采集外業宅基地數據及建筑物的屬性信息；進行dem數據的初期建立過程；構建宅基地數據的三維模型以及高程模型；
6.s2，宅基地數據與dem數據的嵌套；洪水位的計算，洪水體積、范圍的空間運算；
7.s3，洪水宅基地淹沒區、安全區、影響區的空間運算；基于洪水范圍得出所淹沒的宅基地。
8.根據上述技術方案優選的，所述s1包括：
9.s1-1，對于宅基地區域進行空間高程數據采集，對指定高程線進行區域劃定，對宅基地區域的地貌進行總體分析，通過指定高程線確定宅基地所在位置；
10.s1-2，獲取宅基地區域屬性信息，通過外業采集對宅基地地上建筑物的高度、結構數據進行獲取；設置宅基地區域的標準探測間距d和宅基地區域的間距偏差參數b的范圍。
11.根據上述技術方案優選的，所述s1還包括：
12.s1-3，根據宅基地區域進行多線段從左往右點的獲取，p1為dem參考點，p2為相鄰參考點通過每個點進行逐點掃描形成宅基地區域dem數據的初期模型，p1和p2兩個點進行參數代入之后，形成二維平面數據，對宅基地區域進行標注；其中c1為宅基地作為對象與坐標起點的夾角，dm為宅基地區域某一對象距離坐標起點的距離，dn為下一對象與宅基地區域某一對象的距離，a1為dm和dn所形成的第三條邊的長度；m和n為正整數。
13.根據上述技術方案優選的，所述s1還包括：
14.s1-4，如圖2所示，形成m為距離向量與坐標系的夾角，n為距離向量與坐標系的夾角，構建宅基地三維高程模型，
[0015][0016][0017]
其中μ為長度偏差系數，a
x
為的x軸的鄰點坐標，ay為的y軸的鄰點坐標，d
x
為的x軸坐標，dy為的y軸坐標，a
x
′
為的x軸的鄰點坐標，ay′
為的y軸的鄰點坐標，d
x
′
為的x軸坐標，dy′
為的y軸坐標，
[0018]
高程計算為hm＝dm·
tanm，hn＝dn·
tann。
[0019]
根據上述技術方案優選的，所述s2為，
[0020]
s2-1，將預先設置的宅基地區域分割為多個切片宅基地區域，每個切片宅基地區域對應基準高程數據，為每個基準高程數據設置校準基點；采集基準高程數據所對應的宅基地區域生成切片宅基地，對所述切片宅基地的預設校準基點進行存儲；根據高程計算的切片宅基地所對應的dem數據生成dem切片，所述切片宅基地的預設校準基點轉換為dem信息的預設校準基點，對所述dem信息的預設校準基點進行存儲。
[0021]
根據上述技術方案優選的，所述s2還包括：
[0022]
s2-2，設置洪水位分塊參數，對基準高程數據為dem拆分地質切片校準點集合 d，選取dem拆分地址切片的截面和截面輪廓，指定切片宅基地的dem中心線，選取兩個點確定與洪水區形成的淹沒高程位置；
[0023]
根據計算水位h與三角網中單個三角形3個頂點的體積是正還是負，即填方還是挖方，從而判斷淹沒區。
[0024]
根據上述技術方案優選的，所述s2還包括：
[0025]
s2-3，根據降水量p、降水面積area和降水時間t計算總降水體積， v＝area
·
p
·
t；
[0026]
洪水宅基地淹沒區的計算，通過切片宅基地融合后形成的dem高程數據進行遍歷，宅基地高程低于水位線為淹沒區；
[0027]
s2-4，洪水宅基地安全區的計算，通過分析后期降水量來得到常數k,通過洪水位加指定常數k所得到的結果為安全區水位線。其中a為安全區，h為洪水位，
[0028]
a＝h+k。
[0029]
根據上述技術方案優選的，所述s3包括：
[0030]
s3-1，基于得到的安全區水位線去遍歷宅基地區域，宅基地區域高程高于安全區高程則為洪水宅基地安全區。
[0031]
s3-2，洪水宅基地影響區的計算，遍歷宅基地宗地高程，處于洪水位與安全區之間的宅基地則為洪水宅基地影響區。
[0032]
s3-3，基于洪水宅基地淹沒區范圍，遍歷宅基地宗地，“面面相交”的邏輯關系即為被淹沒的宅基地。判斷宅基地宗地與淹沒區范圍是否相交，可以判斷他們的包絡線是否相交，如果不相交，則該宅基地宗地為未淹沒；如果包絡線相交，可以通過依次判斷宅基地宗地與淹沒區范圍的每條線段是否相交，若存在相交則該宅基地為被淹沒。
[0033]
綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：
[0034]
本發明填補洪水淹沒分析技術在宅基地領域的空白，提供一種可以適用于宅基地所在區域，且分析洪水來臨時宅基地所在區域的安全區、影響區、淹沒區的分析方法。建立一種洪水淹沒分析模型和方法，對洪水淹沒區進行定性分析和系統歸納。本發明的目的在于將數字高程模型(digital elevation model，dem)、宅基地數據場景模型化，提供快速有效的分析歸納方法，進一步提升對洪水淹沒區的掌控程度，為后續洪水淹沒區的處理及預防提供研究理論支撐。
[0035]
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
[0036]
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
[0037]
圖1是本發明數據采集過程的二維宅基地圖；
[0038]
圖2是本發明數據采集過程的三維宅基地圖；
[0039]
圖3是本發明獲取dem數據三維宅基地圖；
[0040]
圖4是本發明形成洪水水位的dem數據三維宅基地圖；
[0041]
圖5是本發明洪水水位輪廓形成dem數據三維宅基地圖；
[0042]
圖6是本發明獲取淹沒區dem數據三維宅基地圖；
[0043]
圖7是本發明淹沒區和影響區相交的dem數據三維宅基地圖；
[0044]
圖8是本發明工作流程圖；
[0045]
圖9是本發明具體實施示意圖；
[0046]
圖10是本發明總體流程圖。
具體實施方式
[0047]
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0048]
如圖8和10所示，本發明公開一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，包括如下步驟：
[0049]
從宅基地數據、dem數據的平面、高程特征入手，對平面宅基地數據進行宗地分割
和利用采集的屬性(建筑物高度等)，進行宅基地模型構建。將建立的宅基地模型與dem高程數據進行嵌套，進而提取到宅基地所在區域的dem高程數據。基于設置的洪水位高度通過空間分析得到與洪水淹沒區相交的宅基地即為洪水宅基地淹沒區，基于設置的洪水宅基地安全區高度，進而得到洪水宅基地安全區，安全區高度與洪水位之間為洪水宅基地影響區。基于洪水淹沒區可算出洪水體積和洪水范圍，對洪水范圍與宅基地數據進行空間邏輯關系運算，最終得到所淹沒的宅基地。
[0050]
s1，通過采集外業宅基地數據及建筑物的屬性信息；進行dem數據的初期建立過程；構建宅基地數據的三維模型以及高程模型；
[0051]
s2，宅基地數據與dem數據的嵌套；洪水位的計算，洪水體積、范圍的空間運算；
[0052]
s3，洪水宅基地淹沒區、安全區、影響區的空間運算；基于洪水范圍得出所淹沒的宅基地。
[0053]
圖1中展示了外業數據的二維宅基地圖形；
[0054]
圖2中展示了外業數據的三維宅基地圖形；
[0055]
根據上述技術方案優選的，所述s1包括：
[0056]
s1-1，對于宅基地區域進行空間高程數據采集，對指定高程線進行區域劃定，對宅基地區域的地貌進行總體分析，通過指定高程線確定宅基地所在位置；
[0057]
s1-2，獲取宅基地區域屬性信息，通過外業采集對宅基地地上建筑物的高度、結構數據進行獲取；設置宅基地區域的標準探測間距d和宅基地區域的間距偏差參數b的范圍，使用d進行探測精度的調整，使用偏差范圍形成宅基地區域覆蓋范圍的獲取數據，
[0058]
s1-3，根據宅基地區域進行多線段從左往右點的獲取，p1為dem參考點，p2為相鄰參考點通過每個點進行逐點掃描形成宅基地區域dem數據的初期模型，p1和p2兩個點進行參數代入之后，形成二維平面數據，對宅基地區域進行標注；其中c1為宅基地作為對象與坐標起點的夾角，dm為宅基地區域某一對象距離坐標起點的距離，dn為下一對象與宅基地區域某一對象的距離，a1為dm和dn所形成的第三條邊的長度；m和n為正整數，如圖9 所示。
[0059]
s1-4，形成m為距離向量與坐標系的夾角，n為距離向量與坐標系的夾角，構建宅基地三維高程模型，
[0060][0061][0062]
其中μ為長度偏差系數，a
x
為的x軸的鄰點坐標，ay為的y軸的鄰點坐標，d
x
為的x軸坐標，dy為的y軸坐標，a
x
′
為的x軸的鄰點坐標，ay′
為的y軸的鄰點坐標，d
x
′
為的x軸坐標，dy′
為的y軸坐標，
[0063]
高程計算為hm＝dm·
tanm，hn＝dn·
tann；
[0064]
通過計算得出宅基地區域形成的高程數據，完成dem數據初期建立過程，從而為宅基地淹沒區計算提供前提。
[0065]
上述技術方案還包括：所述s2為，得到圖3的dem數據三維宅基地圖形。
[0066]
s2-1，將預先設置的宅基地區域分割為多個切片宅基地區域，每個切片宅基地區域對應基準高程數據，為每個基準高程數據設置校準基點；采集基準高程數據所對應的宅基地區域生成切片宅基地，對所述切片宅基地的預設校準基點進行存儲；根據高程計算的切片宅基地所對應的dem數據生成dem切片，所述切片宅基地的預設校準基點轉換為dem信息的預設校準基點，對所述dem信息的預設校準基點進行存儲；
[0067]
s2-2，設置洪水位分塊參數，對基準高程數據為dem拆分地質切片校準點集合 d，選取dem拆分地址切片的截面和截面輪廓，指定切片宅基地的dem中心線，選取兩個點確定與洪水區形成的淹沒高程位置；
[0068]
根據計算水位h與三角網中單個三角形3個頂點的體積是正還是負，即填方還是挖方，從而判斷淹沒區；
[0069]
s2-3，根據降水量p、降水面積area和降水時間t計算總降水體積，
[0070]
v＝area
·
p
·
t，
[0071]
洪水宅基地淹沒區的計算，通過切片宅基地融合后形成的dem高程數據進行遍歷，宅基地高程低于水位線為淹沒區；
[0072]
s2-4，洪水宅基地安全區的計算，通過分析后期降水量來得到常數k,通過洪水位加指定常數k所得到的結果為安全區水位線。其中a為安全區，h為洪水位。
[0073]
a＝h+k；
[0074]
上述技術方案優選的，如圖4至圖7所示，所述s3包括：
[0075]
s3-1，基于得到的安全區水位線去遍歷宅基地區域，宅基地區域高程高于安全區高程則為洪水宅基地安全區。
[0076]
s3-2，洪水宅基地影響區的計算，遍歷宅基地宗地高程，處于洪水位與安全區之間的宅基地則為洪水宅基地影響區。
[0077]
s3-3，基于洪水宅基地淹沒區范圍，遍歷宅基地宗地，“面面相交”的邏輯關系即為被淹沒的宅基地。判斷宅基地宗地與淹沒區范圍是否相交，可以判斷他們的包絡線是否相交，如果不相交，則該宅基地宗地為未淹沒；如果包絡線相交，可以通過依次判斷宅基地宗地與淹沒區范圍的每條線段是否相交，若存在相交則該宅基地為被淹沒。
[0078]
提升對洪水區域內實際宅基地狀況的掌握程度。通過構建的宅基地三維模型，基于dem數據，可以有效對宅基地的所在高度進行提取歸納。其中，基于洪水位的參數，可計算出區域內的洪水體積和淹沒區范圍，對洪水疏導、引流提供重要的參考數據，且整個計算環節免除人為因素影響；依靠dem數據與宅基地模型的嵌套，有效計算出洪水宅基地淹沒區、安全區、影響區的范圍；通過宅基地淹沒區的結果，從而對周邊相關情形宅基地及時做出應
急準備。
[0079]
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
技術特征：
1.一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，包括如下步驟：s1，通過采集外業宅基地數據及建筑物的屬性信息；進行dem數據的初期建立過程；構建宅基地數據的三維模型以及高程模型；s2，宅基地數據與dem數據的嵌套；洪水位的計算，洪水體積、范圍的空間運算；s3，洪水宅基地淹沒區、安全區、影響區的空間運算；基于洪水范圍得出所淹沒的宅基地。2.根據權利要求1所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s1包括：s1-1，對于宅基地區域進行空間高程數據采集，對指定高程線進行區域劃定，對宅基地區域的地貌進行總體分析，通過指定高程線確定宅基地所在位置；s1-2，獲取宅基地區域屬性信息，通過外業采集對宅基地地上建筑物的高度、結構數據進行獲取；設置宅基地區域的標準探測間距d和宅基地區域的間距偏差參數b的范圍。3.根據權利要求2所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s1還包括：s1-3，根據宅基地區域進行多線段從左往右點的獲取，p1為dem參考點，p2為相鄰參考點通過每個點進行逐點掃描形成宅基地區域dem數據的初期模型，p1和p2兩個點進行參數代入之后，形成二維平面數據，對宅基地區域進行標注；其中c1為宅基地作為對象與坐標起點的夾角，d
m
為宅基地區域某一對象距離坐標起點的距離，d
n
為下一對象與宅基地區域某一對象的距離，a1為d
m
和d
n
所形成的第三條邊的長度；m和n為正整數。4.根據權利要求3所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s1還包括：s1-4，如圖2所示，形成m為距離向量與坐標系的夾角，n為距離向量與坐標系的夾角，構建宅基地三維高程模型，夾角，構建宅基地三維高程模型，其中μ為長度偏差系數，a
x
為的x軸的鄰點坐標，a
y
為的y軸的鄰點坐標，d
x
為的x軸坐標，d
y
為的y軸坐標，a
x
′
為的x軸的鄰點坐標，a
y
′
為的y軸的鄰點坐標，d
x
′
為的x軸坐標，d
y
′
為的y軸坐標，高程計算為h
m
＝d
m
·
tanm，h
n
＝d
n
·
tann。5.根據權利要求1所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s2為，s2-1，將預先設置的宅基地區域分割為多個切片宅基地區域，每個切片宅基地區域對應基準高程數據，為每個基準高程數據設置校準基點；采集基準高程數據所對應的宅基地區域生成切片宅基地，對所述切片宅基地的預設校準基點進行存儲；根據高程計算的切片宅基地所對應的dem數據生成dem切片，所述切片宅基地的預設校準基點轉換為dem信息的預設校準基點，對所述dem信息的預設校準基點進行存儲。6.根據權利要求5所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s2還包括：s2-2，設置洪水位分塊參數，對基準高程數據為dem拆分地質切片校準點集合d，選取dem拆分地址切片的截面和截面輪廓，指定切片宅基地的dem中心線，選取兩個點確定與洪水區形成的淹沒高程位置；根據計算水位h與三角網中單個三角形3個頂點的體積是正還是負，即填方還是挖方，從而判斷淹沒區。7.根據權利要求1所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s2還包括：s2-3，根據降水量p、降水面積area和降水時間t計算總降水體積，v＝area
·
p
·
t；洪水宅基地淹沒區的計算，通過切片宅基地融合后形成的dem高程數據進行遍歷，宅基地高程低于水位線為淹沒區；s2-4，洪水宅基地安全區的計算，通過分析后期降水量來得到常數k,通過洪水位加指定常數k所得到的結果為安全區水位線。其中a為安全區，h為洪水位，a＝h+k。8.根據權利要求1所述的基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，其特征在于，所述s3包括：s3-1，基于得到的安全區水位線去遍歷宅基地區域，宅基地區域高程高于安全區高程則為洪水宅基地安全區。s3-2，洪水宅基地影響區的計算，遍歷宅基地宗地高程，處于洪水位與安全區之間的宅基地則為洪水宅基地影響區。s3-3，基于洪水宅基地淹沒區范圍，遍歷宅基地宗地，“面面相交”的邏輯關系即為被淹沒的宅基地。判斷宅基地宗地與淹沒區范圍是否相交，可以判斷他們的包絡線是否相交，如果不相交，則該宅基地宗地為未淹沒；如果包絡線相交，可以通過依次判斷宅基地宗地與淹沒區范圍的每條線段是否相交，若存在相交則該宅基地為被淹沒。
技術總結
本發明提出了一種基于洪水淹沒區分析模型的宅基地淹沒判斷分析方法，包括如下步驟：S1，通過采集外業宅基地數據及建筑物的屬性信息；進行DEM數據的初期建立過程；構建宅基地數據的三維模型以及高程模型；S2，宅基地數據與DEM數據的嵌套；洪水位的計算，洪水體積、范圍的空間運算；S3，洪水宅基地淹沒區、安全區、影響區的空間運算；基于洪水范圍得出所淹沒的宅基地。基地。基地。
