雨水径流处理方法及装置与流程

1.本技术涉及水文模拟分析技术领域，具体而言，涉及一种雨水径流处理方法及装置。


背景技术：

2.复杂山区往往坡地众多，水系发达，沟壑纵横，水土环境生态脆弱，尤其是暴雨诱发的斜坡地表失稳现象普遍存在，其对正在建设或运营中的工程构成巨大的潜在威胁。因此，需要对山区坡面雨水径流进行分析，以避免造成斜坡地表失稳问题尤为重要。
3.目前，通常使用二维水文分析对山区坡面雨水径流路径进行分析，从而避免斜坡地表失稳现象对工程造成的威胁。
4.但是，二维的水文分析的结果存在准确性低的问题，且其可视化程度不高，不易表达地形与降水之间的关系。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种雨水径流处理方法及装置，以解决现有技术中可视化程度不高及雨水径流分析准确度低的问题。
6.为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术一实施例提供了一种雨水径流处理方法，所述方法包括：
8.获取目标区域的原始高程数据，根据所述原始高程数据建立数字高程模型，所述原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；
9.根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面；
10.根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径；
11.将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
12.可选的，所述根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面，包括：
13.对各等高线分别进行等距拆分，得到所述等高线对应的多个高程点；
14.根据各等高线对应的多个高程点，生成所述数字高程模型的多个网格面。
15.可选的，所述根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径，包括：
16.在各所述网格面上随机生成多个雨点；
17.根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面；
18.根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
19.可选的，所述根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面，包括：
20.根据所述目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与所述目标位置的距离；
21.将与所述目标位置距离最近的网格面作为所述雨点对应的目标网格面。
22.可选的，所述根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径，包括：
23.按照各目标网格点的高度顺序，依次将各目标网格点的最低点连接，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
24.可选的，所述将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型，包括：
25.根据水文特征、区域特征以及地图特征，将所述数字高程模型拆分为多个子模型，各子模型分别对应所述目标区域中的一个子流域；
26.根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型；
27.将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述调整后的数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
28.可选的，所述根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型，包括：
29.根据各所述子模型的边界及所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各所述子模型的边界，得到调整后的子模型；
30.根据所述调整后的子模型得到调整后的数字高程模型。
31.第二方面，本技术另一实施例提供了一种雨水径流处理装置，所述装置包括：
32.获取模块，用于获取目标区域的原始高程数据，根据所述原始高程数据建立数字高程模型，所述原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；
33.生成模块，用于根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面；
34.确定模块，用于根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径；
35.展示模块，用于将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
36.可选的，生成模块具体包括：
37.对各等高线分别进行等距拆分，得到所述等高线对应的多个高程点；
38.根据各等高线对应的多个高程点，生成所述数字高程模型的多个网格面。
39.可选的，确定模块具体包括：
40.在各所述网格面上随机生成多个雨点；
41.根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面；
42.根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
43.可选的，确定模块具体包括：
44.根据所述目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与所述目标位置的距离；
45.将与所述目标位置距离最近的网格面作为所述雨点对应的目标网格面。
46.可选的，确定模块具体包括：
47.按照各目标网格点的高度顺序，依次将各目标网格点的最低点连接，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
48.可选的，展示模块具体包括：
49.根据水文特征、区域特征以及地图特征，将所述数字高程模型拆分为多个子模型，各子模型分别对应所述目标区域中的一个子流域；
50.根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型；
51.将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述调整后的数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
52.可选的，展示模块具体包括：
53.根据各所述子模型的边界及所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各所述子模型的边界，得到调整后的子模型；
54.根据所述调整后的子模型得到调整后的数字高程模型。
55.第三方面，本技术另一实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如上述第一方面所述方法的步骤。
56.第四方面，本技术另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面所述方法的步骤。
57.本技术的有益效果是：通过获取目标区域的原始高程数据建立数字高程模型，数字高程模型表示三维的目标区域的地形，其可视化程度高。然后通过根据原始高程数据中的等高线生成多个网格面，根据网格面确定雨水径流运动的路径，使得雨水径流运动分析的准确度高，且因为在三维的地形中进行分析，因此径流运动路径整体连通性高。然后将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型，清晰的表达地形与降水之间的关系，提高地形与降雨形成的径流路径之间的关联性。
附图说明
58.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
59.图1是本技术实施例提供的一种雨水径流处理方法的场景示意图；
60.图2是本技术实施例提供的一种雨水径流处理方法的流程示意图；
61.图3是本技术实施例提供的一种网格面获取方法的流程示意图；
62.图4是本技术实施例提供的一种区域内多条等高线的示意图；
63.图5是本技术实施例提供的一种将等高线划分为高程点的示意图；
64.图6是本技术实施例提供的一种将高程点连接为网格面的示意图；
65.图7是本技术实施例提供的一种雨水径流运动路径分析方法的流程示意图；
66.图8是本技术实施例提供的一种网格面示例选取位置的示意图；
67.图9是本技术实施例提供的一种通过雨水确定目标网格面的示意图；
68.图10是本技术实施例提供的一种通过雨水确定目标网格面方法的流程示意图；
69.图11是本技术实施例提供的一种确定雨水径流三维空间模型方法的流程示意图；
70.图12是本技术实施例提供的一种确定调整后数字高程模型方法的流程示意图；
71.图13是本技术实施例提供一种在grasshopper插件中利用等高线生成mesh网格面的命令流程图；
72.图14是本技术实施例提供的一种在grasshopper插件中利用雨点分析得到雨水径流路径的命令流程图；
73.图15是本技术实施例提供的一种雨水径流处理装置的结构示意图；
74.图16是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
75.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
76.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
77.需要说明的是，本技术实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
78.由于暴雨诱发的斜坡地表失稳现象普遍存在，对正在建设或运营中的工程构成巨大的潜在威胁。人们通常需要在建设工程前的规划前期或工程运营期间对所在山体区域雨水径流进行分析，从而提前避免因为雨水导致的山地型及夏雨型双重加持下的地质灾害对建设工程造成的损伤。
79.目前，通常使用二维的水文分析对复杂山区的坡面雨水径流路径进行分析。但是，二维水文分析存在预测使用的雨点均匀度低、预测得到的径流路径不稳定以及径流整体连通性低的问题，且因为是二维的水文分析，故可视化程度不高，且结果难以直观表达地形与降水之间的关系。
80.基于上述问题，本技术提出了一种雨水径流处理方法。该方法可以根据获取到的目标区域的原始高程数据建立数字高程模型，并根据等高线生成数字高程模型的多个网格面，根据多个网格面确定数字高程模型中的雨水径流运动的路径，然后将数字高程模型中的雨水径流运动的路径及工程构建物模型叠加到数字高程模型中，从而得到目标区域内的雨水径流三维空间模型，并展示该模型。用户可以根据目标区域内的雨水径流三维空间模型中的雨水径流路径，厘清山区地形、坡面雨水与工程之间的关系，判断雨水径流对正在建设或运营中的工程是否造成威胁，该模型可以保证山区工程全生命周期的防灾减灾救灾工程的完善。
81.首先，在详细介绍雨水径流处理方法之前，先参照图1对雨水径流处理方法的应用场景进行介绍。如图1所示，本技术应用场景中涉及采集设备以及处理设备。采集设备例如可以是激光雷达等，处理设备例如可以是服务器等具有计算处理能力的设备。采集设备与处理设备通信或电连接，示例性的，采集设备与处理设备通过蓝牙或者线缆传输信息。当需要判断雨水径流对正在建设或运营中的工程是否造成威胁时，首先确定工程所在山区区域作为目标区域，利用采集设备对目标区域的原始高程数据进行采集，并将原始高程数据发送给处理设备。处理设备接收到原始高程数据，并根据原始高程数据进行建模和分析最终得到雨水径流三维空间模型，并在处理设备的显示屏上展示。用户可以通过查看处理设备上的雨水径流三维空间模型判断雨水径流是否对正在建设或运营中的工程造成威胁。
82.下面参照图2对本技术提供的一种雨水径流处理方法进行介绍，该方法可以应用于上述处理设备。
83.s201、获取目标区域的原始高程数据，根据原始高程数据建立数字高程模型，原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息。
84.可选的，用户可以根据工程构建物所在山体区域确定需要分析的区域，将需要分析的区域作为目标区域。
85.可选的，目标区域的原始高程数据可以是采集设备通过地理信息技术(geographic information system,gis)对目标区域的地形和工程构建物进行扫描获得。其中，原始高程数据包括多个等高线和工程构建物的信息。示例性的，可以包括原始地形图像、工程场址区边界等。工程构建物可以是目标区域内的桥梁、房屋等，也可以包括铁路、公路以及新能源等工程。
86.可选的，可以根据原始高程数据中的多个等高线等数据建立数字高程模型。值得一提的是，数字高程模型可以是三维模型，其可视化效果好。并且，数字高程模型可以包括目标区域的地形，也可以包括目标区域地形的图像。
87.s202、根据等高线生成数字高程模型的多个网格面。
88.可选的，原始高程数据中的等高线可以是目标区域内高度相等的相邻各点连接而成多条闭合曲线。可以根据等高线的疏密和位置生成多个网格面。
89.可选的，网格面可以表示目标区域内地形粗略的平面示意，网格面可以是三角形，也可以是四边形。示例性的，网格面可以是mesh网格面，mesh网格面可以表示模型的网格，表现物体的表面形状。该模型表面有多个三角形彼此相连组成。
90.示例性的，可以根据一个没有底面的圆锥形状得到两条等高线，一条是圆锥顶点，一条是圆锥底面外轮廓，那么根据上述的两个等高线建立的网格面的形状可以组成没有底
面的棱锥，其中，棱锥的每个面都可以表示一个网格面。
91.作为一种可选择的实施方式，可以将等高线转换为多个高程点，再将各邻近高程点依次连接，从而形成网格面。
92.s203、根据多个网格面确定数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
93.可选的，雨水的径流运动的路径可以表征雨水受重力作用沿地表流动的路径。值得一提的是，本技术中研究的是雨水径流处理方法，其中雨水也可以替换成冰雪融化的水，水的来源在本技术中不做限制。
94.可选的，可以对多个网格面进行降雨模拟，根据模拟结果确定数字高程模型中的雨水径流运动的路径。作为一种可选的实施方式，可以通过随机设置雨点，通过雨点的下落轨迹和相邻网格面的位置来进行模拟，分析出雨水可能形成的径流运动的路径。具体的细节请参考下述步骤s701-s703。
95.s204、将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型。
96.可选的，目标区域的雨水径流三维空间模型可以包括数字高程模型、雨水径流运动路径和工程构建物。用户可以根据雨水径流三维空间模型判断雨水及其形成的径流是否对工程构建物造成威胁。示例性的，用户通过雨水径流三维空间模型中的数字高程模型判断工程构建物属于哪个流域，根据雨水径流运动路径判断工程构建物是否处于雨水径流运动路径上，或者规划在雨水径流运动路径上。
97.可选的，处理设备可以通过自带的显示屏展示雨水径流三维空间模型，也可以外界显示设备展示雨水径流三维空间模型。
98.本实施例中，通过获取目标区域的原始高程数据建立数字高程模型，数字高程模型表示三维的目标区域的地形，其可视化程度高。然后通过根据原始高程数据中的等高线生成多个网格面，根据网格面确定雨水径流运动的路径，使得雨水径流运动分析的准确度高，且因为在三维的地形中进行分析，因此径流运动路径整体连通性高。然后将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型，清晰的表达地形与降水之间的关系，提高地形与降雨形成的径流路径之间的关联性。
99.在上述步骤s201-s204的基础上，参照图3对步骤s202中根据等高线生成数字高程模型的多个网格面的过程进行介绍。
100.s301、对各等高线分别进行等距拆分，得到等高线对应的多个高程点。
101.可选的，由于在数字高程模型中，通过多条曲线表示在一个区域内的不同高度，每条等高线都所表示的是同一高度。因此，将等高线等距均分，则在等高线上的高程点也都代表着同一高度。
102.示例性的，可以参照图4和图5对上述步骤进行解释。图4是一个区域内的多条等高线示意图，其可以表示的高度有3400米，3500米，3600米和3700米，图5是根据图4将其等高线等距拆分得到的多个高程点，其对应的高程点的高度也为3400米，3500米，3600米和3700米。
103.可选的，拆分等高线的距离可以预先设定。值得一提的是，拆分的距离越小，则拆分出的高程点越多，雨水径流模拟出的结果越准确，但是对计算机的计算能力要求也越高。
相反的，拆分的距离越大，则拆分出的高程点越少，雨水径流模拟出的结果越粗略，但是对计算机的计算能力要求也越低。
104.s302、根据各等高线对应的多个高程点，生成数字高程模型的多个网格面。
105.可选的，可以将各等高线对应的高程点按照位置关系依次连接形成网格面。网格面的形状在此不做限制。值得注意的是，网格面的边数越少，则雨水径流模拟出的结果越准确，但是对计算机的计算能力要求也越高，网格面的边数越多，则雨水径流模拟出的结果越粗略，但是对计算机的计算能力要求也越低。
106.示例性的，可以参照图5和图6对上述步骤进行示例性解释。图5中有多个等高线对应的高程点，将所有距离最近的三个高程点依次分别连接，形成图6中所式的多个网格面，图6中的网格面为三角形，可以较为精确的模拟出雨水径流运动的路径。
107.可选的，通过网格面可以近似替代数字高程模型中的地形，通过在网格面上进行模型分析得到的雨水径流路径可以看作在数字高程模型中的真实地形上得到的雨水径流路径，一定区域内高程点越多，在其网格面上模拟得到的雨水径流路径就越近似与在数字高程模型中的真实地形中得到的雨水径流路径。值得注意的是，各网格面可以在体现在三维空间中，表现一个立体的模型形状。
108.本实施例中，通过对各等高线分别进行等距拆分，得到等高线对应的多个高程点，并根据各等高线对应的多个高程点，生成数字高程模型的多个网格面，可以获得一组近似数字高程模型中的真实地形的网格面，利用该网格面进行分析可以获得高准确度的雨水径流路径。
109.接下来，参照图7对步骤s203中根据多个网格面确定数字高程模型中的雨水径流运动的路径进行解释：
110.s701、在各网格面上随机生成多个雨点。
111.可选的，雨点可以看作是一个有重量但没有体积的粒子，其可以在空间内的竖直方向上移动。
112.可选的，网格面上的雨点位置是随机的，数量可以预先设置。示例性的，可以在整个网格面上设置10000个雨点进行分析。设置的雨点数量越多，则雨水径流路径准确度越高，设置的雨点数量越少，则雨水径流路径准确度越低。
113.s702、根据各雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各雨点对应的目标网格面。
114.可选的，通过判断各雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，判断与雨点距离最近的网格面，即为各雨点对应的目标网格面。因此，将所有雨点在竖直方向上进行移动预设距离，预设距离越大，则对应的目标网格面就越远，数量可能越少，进而得到的数字高程模型中的雨水径流运动的路径精度就越小，预设距离越小，则对应的目标网格面就越近，所有雨点对应的目标网格面数量可能越多，进而得到的数字高程模型中的雨水径流运动的路径精度就越大。
115.可选的，多个雨点可以属于同一个目标网格面，其可以表征多个网格面代表的地形上的雨水受到重力作用可以流到目标网格面对应的地形上。图8是图7的基础上，在整个网格面组中选取左上角的部分网格面进行分析，其中部分网格面在图9中表示。在图9中，假设三个雨点经过竖直方向上的移动后，通过判断其与网格面的距离确定图9中加粗显示的
两个网格面为雨点对应的目标网格面。
116.s703、根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
117.可选的，多个雨点对应的网格面可以对应一个目标网格面，目标网格面的最低点可以表征多个雨点对应网格面对应的地形上雨水径流可能流入的位置。当目标网格面数量少时，则多个雨点对应网格面对应的地形上雨水径流可能流入的位置的数量就越少，那么得到的雨水径流运动路径就越粗略，当目标网格面数量多时，则多个雨点对应网格面对应的地形上雨水径流可能流入的位置的数量就越多，那么得到的雨水径流运动路径就越精确。
118.示例性的，如图9中，假设三个雨点经过竖直方向上的移动后确定了两个目标网格面，两个网格面的最低点可以是一个点，则该点就是对应雨水径流可能流入的位置。
119.本实施例中，先在在各网格面上随机生成多个雨点，根据各雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各雨点对应的目标网格面，然后根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径。通过雨点在竖直方向运动后的位置确定对应地形上的雨水径流的流入位置，可以在保证精度的情况下模拟出雨水径流运动的路径。
120.以下，参照图10对步骤s702中根据各雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各雨点对应的目标网格面的详细过程进行介绍。
121.s1001、根据目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与目标位置的距离。
122.可选的，将所有雨点在竖直方向上移动预设距离后，根据雨点移动后的位置与各网格面的位置，确定各网格面与目标位置的距离。
123.s1002、将与目标位置距离最近的网格面作为雨点对应的目标网格面。
124.可选的，移动后雨点的位置可以为一个点，网格面为一个面，通过计算上述点和面之间的距离，确定雨点对应的距离最近的网格面，并将该网格面作为目标网格面。
125.可选的，将所有雨点对应的目标网格面连接即可得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
126.本实施例中，通过根据目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与目标位置的距离，并将与目标位置距离最近的网格面作为雨点对应的目标网格面，可以确定雨点所对应的网格面，从而确定雨点对应的地形上的雨水径流的运动路径，进而提高雨水径流路径分析的准确性。
127.接下来对上述步骤s703中根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径的方法进行解释。
128.可选的，按照各目标网格点的高度顺序，依次将各目标网格点的最低点连接，得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
129.可选的，由于各网格面都处于三维的空间中，那么各目标网格面对应的最低点也会在三维空间中且可能具有高度差异。
130.可选的，依次将各目标网格点的最低点连接可以得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径。其中，连接得到的路径可以由连接最低点的多段线构成，也可以由连接最低点的平滑曲线构成。
131.可选的，将各目标网格点的最低点依次连接后，得到基于目标网格面的雨水径流运动路径，可以将上述路径投影到数字高程模型中，使在数字高程模型上的雨水径流运动路径能够依附在数字高程模型的真实地形上，提高展示效果。
132.本实施例中，按照各目标网格点的高度顺序依次连接各目标网格点的最低点，得到数字高程模型中的雨水径流运动的路径，该雨水径流运动的路径相比于二维模拟的路径可视化程度更高，且整体流通性也更高。
133.作为一种可能的实施方式，结合图11对上述步骤中将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型的步骤进行说明。
134.s1101、根据水文特征、区域特征以及地图特征，将数字高程模型拆分为多个子模型，各子模型分别对应目标区域中的一个子流域。
135.可选的，水文特征可以是目前目标区域内的河流信息。区域特征可以指数字高程模型中位置信息，作为一种示例，区域特征可以是目标区域里的山脊区域或者山谷区域。地图特征可以指目标区域内的人工开凿的渡河等信息。
136.可选的，子流域可以表示雨水径流路径中径流支脉的流经区域。
137.s1102、根据各子模型的边界和数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型。
138.可选的，可以将数字高程模型中的雨水径流运动的路径与各子模型进行叠加，作为一种示例，可以将数字高程模型中的雨水径流运动的路径链接到各子模型中。
139.可选的，通过对比各子模型的边界和数字高程模型中的雨水径流运动的路径判断二者的匹配度。其中包括，数字高程模型中的雨水径流运动的路径如果超过所在子模型的边界，则说明二者不匹配，需要调整子模型的边界。
140.可选的，如果数字高程模型中的雨水径流运动的路径和所在子模型的边界不匹配，则可以调整子模型的边界，从而得到调整后的数字高程模型。
141.s1103、将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至调整后的数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型。
142.可选的，可以将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息链接到调整后的数字高程模型中，得到目标区域的雨水径流三维空间模型。
143.示例性的，在调整后的数字高程模型中，可以将各子模型的边界亮显展示，从而可以清晰的展示子流域的边界。
144.可选的，用户可以根据工程构建物的位置结合子流域的边界和雨水径流运动的路径判断雨水是否能够给工程构建物造成威胁。
145.本实施例中，根据各子模型的边界和数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型，使子模型的边界与雨水径流运动的路径相匹配。再将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至调整后的数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型，可以使用户通过准确的雨水径流分析结果判断雨水是否威胁工程构建物。
146.如下，参照图12对上述步骤s1102中根据各子模型的边界和数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模
型进行分析。
147.s1201、根据各子模型的边界及数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各子模型的边界，得到调整后的子模型。
148.值得注意的是，调整后的子模型组成的数字高程模型和调整前的数字高程模型地形一致。
149.s1202、根据调整后的子模型得到调整后的数字高程模型。
150.可选的，调整后的子模型表现了数字高程模型中雨水径流运动路径的区域。其中，可以将路径分为主路径和子路径，调整后的子模型可以完全包括雨水径流运动的子路径。
151.本实施例中，根据各子模型的边界及数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各子模型的边界，得到调整后的子模型，然后根据调整后的子模型得到调整后的数字高程模型，可以使数字高程模型中的子模型的边界匹配雨水径流运动的路径，便于用户通过准确的雨水径流分析结果判断雨水是否威胁工程构建物。
152.以下对生成并展示雨水径流三维空间模型的完整流程进行说明。
153.首先，根据等高线等高程数据，建立数字高程模型，根据目标区域的水文特征、区域特征和地图特征将数字高程模型拆分成不同的子模型，其中每个子模型都代表着一个子流域。示例性的，基于等高线等数据利用arcgis软件的3d analyst工具，使用tin和tin转栅格等功能建立目标区域的数字高程模型。然后使用arcgis软件水文分析、区域分析、地图代数等工具将目标区域拆为不同的子模型。然后将子模型中的子图层导出至cad格式，其中，子图层为.shp文件格式，cad为.dwg格式，子图层的cad格式可以被rhino展示。
154.其次，根据等高线等高程数据建立雨水径流分析模型。具体步骤包括：首先将等高线等距拆分为高程点，通过高程点确定网格面。在利用网格面和模拟雨点进行分析，得到雨水径流运动的路径模型。其中利用网格面和模拟雨点进行分析的步骤包括：在多个网格面上随机生成预设数量的雨点，使雨点沿竖直方向下降一定预设距离后，选择与下降后的雨点距离最近的网格面的最低点并进行连接，得到雨水径流运动的路径曲线。示例性的，利用grasshopper原始插件和anemone等插件实现上述步骤，然后使用grasshopper插件中的bake功能将得到的雨水径流路径曲线导出到rhino软件图层中，得到雨水径流路径图层。图13和图14是rhino软件的grasshopper插件中的命令流程图，其中，图13是在grasshopper插件中利用等高线生成mesh网格面的命令流程图，图14是在grasshopper插件中通过预设雨点并使雨水移动分析得到网格面最低点并将其连接成线的命令流程图。可以参照图13和图14在grasshopper中实现上述步骤。
155.再次，根据目标区域内雨水径流运动的路径曲线及子流域图层，人工修正子流域模型的边界。示例性的，利用rhino软件中的曲线编辑功能人工优化调整子流域模型的边界，再利用投影曲线功能将调整后的子模型边界曲线投影到研究区mesh网格面上，得到调整后的数字高程模型，值得说明的是，将子模型的边界曲线投影到目标区域网格面上，和将雨水径流运动的路径曲线投影到数字高程模型上，其目的是一样，可以作为两种方法进行实施。
156.另外，依次叠加子图层、雨水径流路径图层和工程构建物，最终生成目标区域的坡面雨水径流三维空间模型。
157.上述各步骤的具体实施方式可以参照前述的实施例。
158.基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了与雨水径流处理方法对应的雨水径流处理装置，由于本技术实施例中的装置解决问题的原理与本技术实施例上述雨水径流处理方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
159.参照图15所示，为本技术实施例提供的一种雨水径流处理装置的示意图，所述装置包括：获取模块1501、生成模块1502、确定模块1503和展示模块1504；其中：
160.获取模块1501，用于获取目标区域的原始高程数据，根据所述原始高程数据建立数字高程模型，所述原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；
161.生成模块1502，用于根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面；
162.确定模块1503，用于根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径；
163.展示模块1504，用于将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
164.可选的，生成模块1502具体包括：
165.对各等高线分别进行等距拆分，得到所述等高线对应的多个高程点；
166.根据各等高线对应的多个高程点，生成所述数字高程模型的多个网格面。
167.可选的，确定模块1503具体包括：
168.在各所述网格面上随机生成多个雨点；
169.根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面；
170.根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
171.可选的，确定模块1503具体包括：
172.根据所述目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与所述目标位置的距离；
173.将与所述目标位置距离最近的网格面作为所述雨点对应的目标网格面。
174.可选的，确定模块1503具体包括：
175.按照各目标网格点的高度顺序，依次将各目标网格点的最低点连接，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。
176.可选的，展示模块1504具体包括：
177.根据水文特征、区域特征以及地图特征，将所述数字高程模型拆分为多个子模型，各子模型分别对应所述目标区域中的一个子流域；
178.根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型；
179.将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述调整后的数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。
180.可选的，展示模块1504具体包括：
181.根据各所述子模型的边界及所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各所述子模型的边界，得到调整后的子模型；
182.根据所述调整后的子模型得到调整后的数字高程模型。
183.关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。
184.本技术实施例还提供了一种电子设备，如图16所示，为本技术实施例提供的电子设备结构示意图，包括：处理器1601和存储器1602，可选的，还可以包括总线。所述存储器1602存储有所述处理器1601可执行的机器可读指令(比如，图15中的装置中获取模块1501、生成模块1502、确定模块1503和展示模块1504对应的执行指令等)，当电子设备运行时，所述处理器1601与所述存储器1602之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器1601执行时执行上述雨水径流处理方法。
185.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器1601运行时执行上述雨水径流处理方法的步骤。
186.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本技术中不再赘述。在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
187.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
188.以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种雨水径流处理方法，其特征在于，包括：获取目标区域的原始高程数据，根据所述原始高程数据建立数字高程模型，所述原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面；根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径；将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。2.根据权利要求1所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面，包括：对各等高线分别进行等距拆分，得到所述等高线对应的多个高程点；根据各等高线对应的多个高程点，生成所述数字高程模型的多个网格面。3.根据权利要求1所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径，包括：在各所述网格面上随机生成多个雨点；根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面；根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。4.根据权利要求3所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述根据各所述雨点在竖直方向上移动预设距离后的目标位置以及各网格面的位置，确定各所述雨点对应的目标网格面，包括：根据所述目标位置以及各网格面的位置，确定各网格面与所述目标位置的距离；将与所述目标位置距离最近的网格面作为所述雨点对应的目标网格面。5.根据权利要求3所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述根据各雨点对应的目标网格面的最低点，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径，包括：按照各目标网格点的高度顺序，依次将各目标网格点的最低点连接，得到所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径。6.根据权利要求1-5任一项所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型，包括：根据水文特征、区域特征以及地图特征，将所述数字高程模型拆分为多个子模型，各子模型分别对应所述目标区域中的一个子流域；根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型；将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述调整后的数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。7.根据权利要求6所述的雨水径流处理方法，其特征在于，所述根据各所述子模型的边界和所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径之间的匹配度，对各所述子模型的边界进行调整，得到调整后的数字高程模型，包括：
根据各所述子模型的边界及所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径的匹配度调整各所述子模型的边界，得到调整后的子模型；根据所述调整后的子模型得到调整后的数字高程模型。8.一种雨水径流处理装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取目标区域的原始高程数据，根据所述原始高程数据建立数字高程模型，所述原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；生成模块，用于根据所述等高线生成所述数字高程模型的多个网格面；确定模块，用于根据所述多个网格面确定所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径；展示模块，用于将所述数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及所述工程构建物的信息叠加至所述数字高程模型中，得到并展示所述目标区域的雨水径流三维空间模型。9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至7任一所述的雨水径流处理方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的雨水径流处理方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种雨水径流处理方法及装置，其中，该方法包括：获取目标区域的原始高程数据，根据原始高程数据建立数字高程模型，原始高程数据至少包括：多个等高线和工程构建物的信息；根据等高线生成数字高程模型的多个网格面；根据多个网格面确定数字高程模型中的雨水径流运动的路径；将数字高程模型中的雨水径流运动的路径以及工程构建物的信息叠加至数字高程模型中，得到并展示目标区域的雨水径流三维空间模型。本申请根据具有分析得到的雨水径流运动路径的数字高程模型和工程构建物的信息得到雨水径流三维空间模型，本申请雨水径流三维空间模型关于水文分析的准确性高，且可视化程度高，容易表达地形与降水之间的关系。容易表达地形与降水之间的关系。容易表达地形与降水之间的关系。


技术研发人员：周杰 张磊 杨序烈 袁代江 武兴亮 刘子金 付国栋
受保护的技术使用者：贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/22