基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法与流程
1.本发明涉及gis地理信息分析技术，尤其涉及一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法。
背景技术：
2.近年来，随着地理信息系统(geographic information system，gis)的不断发展，使用gis引擎进行洪水淹没区宅基地淹没区域分析，应用在洪水淹没预防和后续处理非常重要，以宅基地基础数据为基底，通过叠加分析区域dem数据，利用gis 数据分析算法，计算宅基地区域在洪水来临时是否淹没，通过降水量的测算，如何得出分析区域的安全区、影响区和淹没区，如何快速高效分析宅基地数据计算洪水淹没区，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法。
4.为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，包括如下步骤：
5.s1，通过采集外业宅基地数据及建筑物的属性信息；进行dem数据的初期建立过程；构建宅基地数据的三维模型以及高程模型；
6.s2，宅基地数据与dem数据的嵌套；洪水位的计算，洪水体积、范围的空间运算；
7.s3，洪水宅基地淹没区、安全区、影响区的空间运算；基于洪水范围得出所淹没的宅基地。
8.根据上述技术方案优选的，所述s1包括：
9.s1-1，对于宅基地区域进行空间高程数据采集，对指定高程线进行区域划定，对宅基地区域的地貌进行总体分析，通过指定高程线确定宅基地所在位置；
10.s1-2，获取宅基地区域属性信息，通过外业采集对宅基地地上建筑物的高度、结构数据进行获取；设置宅基地区域的标准探测间距d和宅基地区域的间距偏差参数b的范围。
11.根据上述技术方案优选的，所述s1还包括：
12.s1-3，根据宅基地区域进行多线段从左往右点的获取，p1为dem参考点，p2为相邻参考点通过每个点进行逐点扫描形成宅基地区域dem数据的初期模型，p1和p2两个点进行参数代入之后，形成二维平面数据，对宅基地区域进行标注；其中c1为宅基地作为对象与坐标起点的夹角，dm为宅基地区域某一对象距离坐标起点的距离，dn为下一对象与宅基地区域某一对象的距离，a1为dm和dn所形成的第三条边的长度；m和n为正整数。
13.根据上述技术方案优选的，所述s1还包括：
14.s1-4，如图2所示，形成m为距离向量与坐标系的夹角，n为距离向量与坐标系的夹角，构建宅基地三维高程模型，
[0015][0016][0017]
其中μ为长度偏差系数，a
x
为的x轴的邻点坐标，ay为的y轴的邻点坐标，d
x
为的x轴坐标，dy为的y轴坐标，a
x
′
为的x轴的邻点坐标，ay′
为的y轴的邻点坐标，d
x
′
为的x轴坐标，dy′
为的y轴坐标，
[0018]
高程计算为hm＝dm·
tanm，hn＝dn·
tann。
[0019]
根据上述技术方案优选的，所述s2为，
[0020]
s2-1，将预先设置的宅基地区域分割为多个切片宅基地区域，每个切片宅基地区域对应基准高程数据，为每个基准高程数据设置校准基点；采集基准高程数据所对应的宅基地区域生成切片宅基地，对所述切片宅基地的预设校准基点进行存储；根据高程计算的切片宅基地所对应的dem数据生成dem切片，所述切片宅基地的预设校准基点转换为dem信息的预设校准基点，对所述dem信息的预设校准基点进行存储。
[0021]
根据上述技术方案优选的，所述s2还包括：
[0022]
s2-2，设置洪水位分块参数，对基准高程数据为dem拆分地质切片校准点集合 d，选取dem拆分地址切片的截面和截面轮廓，指定切片宅基地的dem中心线，选取两个点确定与洪水区形成的淹没高程位置；
[0023]
根据计算水位h与三角网中单个三角形3个顶点的体积是正还是负，即填方还是挖方，从而判断淹没区。
[0024]
根据上述技术方案优选的，所述s2还包括：
[0025]
s2-3，根据降水量p、降水面积area和降水时间t计算总降水体积， v＝area
·
p
·
t；
[0026]
洪水宅基地淹没区的计算，通过切片宅基地融合后形成的dem高程数据进行遍历，宅基地高程低于水位线为淹没区；
[0027]
s2-4，洪水宅基地安全区的计算，通过分析后期降水量来得到常数k,通过洪水位加指定常数k所得到的结果为安全区水位线。其中a为安全区，h为洪水位，
[0028]
a＝h+k。
[0029]
根据上述技术方案优选的，所述s3包括：
[0030]
s3-1，基于得到的安全区水位线去遍历宅基地区域，宅基地区域高程高于安全区高程则为洪水宅基地安全区。
[0031]
s3-2，洪水宅基地影响区的计算，遍历宅基地宗地高程，处于洪水位与安全区之间的宅基地则为洪水宅基地影响区。
[0032]
s3-3，基于洪水宅基地淹没区范围，遍历宅基地宗地，“面面相交”的逻辑关系即为被淹没的宅基地。判断宅基地宗地与淹没区范围是否相交，可以判断他们的包络线是否相交，如果不相交，则该宅基地宗地为未淹没；如果包络线相交，可以通过依次判断宅基地宗地与淹没区范围的每条线段是否相交，若存在相交则该宅基地为被淹没。
[0033]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0034]
本发明填补洪水淹没分析技术在宅基地领域的空白，提供一种可以适用于宅基地所在区域，且分析洪水来临时宅基地所在区域的安全区、影响区、淹没区的分析方法。建立一种洪水淹没分析模型和方法，对洪水淹没区进行定性分析和系统归纳。本发明的目的在于将数字高程模型(digital elevation model，dem)、宅基地数据场景模型化，提供快速有效的分析归纳方法，进一步提升对洪水淹没区的掌控程度，为后续洪水淹没区的处理及预防提供研究理论支撑。
[0035]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0036]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0037]
图1是本发明数据采集过程的二维宅基地图；
[0038]
图2是本发明数据采集过程的三维宅基地图；
[0039]
图3是本发明获取dem数据三维宅基地图；
[0040]
图4是本发明形成洪水水位的dem数据三维宅基地图；
[0041]
图5是本发明洪水水位轮廓形成dem数据三维宅基地图；
[0042]
图6是本发明获取淹没区dem数据三维宅基地图；
[0043]
图7是本发明淹没区和影响区相交的dem数据三维宅基地图；
[0044]
图8是本发明工作流程图；
[0045]
图9是本发明具体实施示意图；
[0046]
图10是本发明总体流程图。
具体实施方式
[0047]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0048]
如图8和10所示，本发明公开一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，包括如下步骤：
[0049]
从宅基地数据、dem数据的平面、高程特征入手，对平面宅基地数据进行宗地分割
和利用采集的属性(建筑物高度等)，进行宅基地模型构建。将建立的宅基地模型与dem高程数据进行嵌套，进而提取到宅基地所在区域的dem高程数据。基于设置的洪水位高度通过空间分析得到与洪水淹没区相交的宅基地即为洪水宅基地淹没区，基于设置的洪水宅基地安全区高度，进而得到洪水宅基地安全区，安全区高度与洪水位之间为洪水宅基地影响区。基于洪水淹没区可算出洪水体积和洪水范围，对洪水范围与宅基地数据进行空间逻辑关系运算，最终得到所淹没的宅基地。
[0050]
s1，通过采集外业宅基地数据及建筑物的属性信息；进行dem数据的初期建立过程；构建宅基地数据的三维模型以及高程模型；
[0051]
s2，宅基地数据与dem数据的嵌套；洪水位的计算，洪水体积、范围的空间运算；
[0052]
s3，洪水宅基地淹没区、安全区、影响区的空间运算；基于洪水范围得出所淹没的宅基地。
[0053]
图1中展示了外业数据的二维宅基地图形；
[0054]
图2中展示了外业数据的三维宅基地图形；
[0055]
根据上述技术方案优选的，所述s1包括：
[0056]
s1-1，对于宅基地区域进行空间高程数据采集，对指定高程线进行区域划定，对宅基地区域的地貌进行总体分析，通过指定高程线确定宅基地所在位置；
[0057]
s1-2，获取宅基地区域属性信息，通过外业采集对宅基地地上建筑物的高度、结构数据进行获取；设置宅基地区域的标准探测间距d和宅基地区域的间距偏差参数b的范围，使用d进行探测精度的调整，使用偏差范围形成宅基地区域覆盖范围的获取数据，
[0058]
s1-3，根据宅基地区域进行多线段从左往右点的获取，p1为dem参考点，p2为相邻参考点通过每个点进行逐点扫描形成宅基地区域dem数据的初期模型，p1和p2两个点进行参数代入之后，形成二维平面数据，对宅基地区域进行标注；其中c1为宅基地作为对象与坐标起点的夹角，dm为宅基地区域某一对象距离坐标起点的距离，dn为下一对象与宅基地区域某一对象的距离，a1为dm和dn所形成的第三条边的长度；m和n为正整数，如图9 所示。
[0059]
s1-4，形成m为距离向量与坐标系的夹角，n为距离向量与坐标系的夹角，构建宅基地三维高程模型，
[0060][0061][0062]
其中μ为长度偏差系数，a
x
为的x轴的邻点坐标，ay为的y轴的邻点坐标，d
x
为的x轴坐标，dy为的y轴坐标，a
x
′
为的x轴的邻点坐标，ay′
为的y轴的邻点坐标，d
x
′
为的x轴坐标，dy′
为的y轴坐标，
[0063]
高程计算为hm＝dm·
tanm，hn＝dn·
tann；
[0064]
通过计算得出宅基地区域形成的高程数据，完成dem数据初期建立过程，从而为宅基地淹没区计算提供前提。
[0065]
上述技术方案还包括：所述s2为，得到图3的dem数据三维宅基地图形。
[0066]
s2-1，将预先设置的宅基地区域分割为多个切片宅基地区域，每个切片宅基地区域对应基准高程数据，为每个基准高程数据设置校准基点；采集基准高程数据所对应的宅基地区域生成切片宅基地，对所述切片宅基地的预设校准基点进行存储；根据高程计算的切片宅基地所对应的dem数据生成dem切片，所述切片宅基地的预设校准基点转换为dem信息的预设校准基点，对所述dem信息的预设校准基点进行存储；
[0067]
s2-2，设置洪水位分块参数，对基准高程数据为dem拆分地质切片校准点集合 d，选取dem拆分地址切片的截面和截面轮廓，指定切片宅基地的dem中心线，选取两个点确定与洪水区形成的淹没高程位置；
[0068]
根据计算水位h与三角网中单个三角形3个顶点的体积是正还是负，即填方还是挖方，从而判断淹没区；
[0069]
s2-3，根据降水量p、降水面积area和降水时间t计算总降水体积，
[0070]
v＝area
·
p
·
t，
[0071]
洪水宅基地淹没区的计算，通过切片宅基地融合后形成的dem高程数据进行遍历，宅基地高程低于水位线为淹没区；
[0072]
s2-4，洪水宅基地安全区的计算，通过分析后期降水量来得到常数k,通过洪水位加指定常数k所得到的结果为安全区水位线。其中a为安全区，h为洪水位。
[0073]
a＝h+k；
[0074]
上述技术方案优选的，如图4至图7所示，所述s3包括：
[0075]
s3-1，基于得到的安全区水位线去遍历宅基地区域，宅基地区域高程高于安全区高程则为洪水宅基地安全区。
[0076]
s3-2，洪水宅基地影响区的计算，遍历宅基地宗地高程，处于洪水位与安全区之间的宅基地则为洪水宅基地影响区。
[0077]
s3-3，基于洪水宅基地淹没区范围，遍历宅基地宗地，“面面相交”的逻辑关系即为被淹没的宅基地。判断宅基地宗地与淹没区范围是否相交，可以判断他们的包络线是否相交，如果不相交，则该宅基地宗地为未淹没；如果包络线相交，可以通过依次判断宅基地宗地与淹没区范围的每条线段是否相交，若存在相交则该宅基地为被淹没。
[0078]
提升对洪水区域内实际宅基地状况的掌握程度。通过构建的宅基地三维模型，基于dem数据，可以有效对宅基地的所在高度进行提取归纳。其中，基于洪水位的参数，可计算出区域内的洪水体积和淹没区范围，对洪水疏导、引流提供重要的参考数据，且整个计算环节免除人为因素影响；依靠dem数据与宅基地模型的嵌套，有效计算出洪水宅基地淹没区、安全区、影响区的范围；通过宅基地淹没区的结果，从而对周边相关情形宅基地及时做出应
急准备。
[0079]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，通过采集外业宅基地数据及建筑物的属性信息；进行dem数据的初期建立过程；构建宅基地数据的三维模型以及高程模型；s2，宅基地数据与dem数据的嵌套；洪水位的计算，洪水体积、范围的空间运算；s3，洪水宅基地淹没区、安全区、影响区的空间运算；基于洪水范围得出所淹没的宅基地。2.根据权利要求1所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s1包括：s1-1，对于宅基地区域进行空间高程数据采集，对指定高程线进行区域划定，对宅基地区域的地貌进行总体分析，通过指定高程线确定宅基地所在位置；s1-2，获取宅基地区域属性信息，通过外业采集对宅基地地上建筑物的高度、结构数据进行获取；设置宅基地区域的标准探测间距d和宅基地区域的间距偏差参数b的范围。3.根据权利要求2所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s1还包括：s1-3，根据宅基地区域进行多线段从左往右点的获取，p1为dem参考点，p2为相邻参考点通过每个点进行逐点扫描形成宅基地区域dem数据的初期模型，p1和p2两个点进行参数代入之后，形成二维平面数据，对宅基地区域进行标注；其中c1为宅基地作为对象与坐标起点的夹角，d
m
为宅基地区域某一对象距离坐标起点的距离，d
n
为下一对象与宅基地区域某一对象的距离，a1为d
m
和d
n
所形成的第三条边的长度；m和n为正整数。4.根据权利要求3所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s1还包括：s1-4，如图2所示，形成m为距离向量与坐标系的夹角，n为距离向量与坐标系的夹角，构建宅基地三维高程模型，夹角，构建宅基地三维高程模型，其中μ为长度偏差系数，a
x
为的x轴的邻点坐标，a
y
为的y轴的邻点坐标，d
x
为的x轴坐标，d
y
为的y轴坐标，a
x
′
为的x轴的邻点坐标，a
y
′
为的y轴的邻点坐标，d
x
′
为的x轴坐标，d
y
′
为的y轴坐标，高程计算为h
m
＝d
m
·
tanm，h
n
＝d
n
·
tann。5.根据权利要求1所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s2为，s2-1，将预先设置的宅基地区域分割为多个切片宅基地区域，每个切片宅基地区域对应基准高程数据，为每个基准高程数据设置校准基点；采集基准高程数据所对应的宅基地区域生成切片宅基地，对所述切片宅基地的预设校准基点进行存储；根据高程计算的切片宅基地所对应的dem数据生成dem切片，所述切片宅基地的预设校准基点转换为dem信息的预设校准基点，对所述dem信息的预设校准基点进行存储。6.根据权利要求5所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s2还包括：s2-2，设置洪水位分块参数，对基准高程数据为dem拆分地质切片校准点集合d，选取dem拆分地址切片的截面和截面轮廓，指定切片宅基地的dem中心线，选取两个点确定与洪水区形成的淹没高程位置；根据计算水位h与三角网中单个三角形3个顶点的体积是正还是负，即填方还是挖方，从而判断淹没区。7.根据权利要求1所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s2还包括：s2-3，根据降水量p、降水面积area和降水时间t计算总降水体积，v＝area
·
p
·
t；洪水宅基地淹没区的计算，通过切片宅基地融合后形成的dem高程数据进行遍历，宅基地高程低于水位线为淹没区；s2-4，洪水宅基地安全区的计算，通过分析后期降水量来得到常数k,通过洪水位加指定常数k所得到的结果为安全区水位线。其中a为安全区，h为洪水位，a＝h+k。8.根据权利要求1所述的基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，其特征在于，所述s3包括：s3-1，基于得到的安全区水位线去遍历宅基地区域，宅基地区域高程高于安全区高程则为洪水宅基地安全区。s3-2，洪水宅基地影响区的计算，遍历宅基地宗地高程，处于洪水位与安全区之间的宅基地则为洪水宅基地影响区。s3-3，基于洪水宅基地淹没区范围，遍历宅基地宗地，“面面相交”的逻辑关系即为被淹没的宅基地。判断宅基地宗地与淹没区范围是否相交，可以判断他们的包络线是否相交，如果不相交，则该宅基地宗地为未淹没；如果包络线相交，可以通过依次判断宅基地宗地与淹没区范围的每条线段是否相交，若存在相交则该宅基地为被淹没。
技术总结
本发明提出了一种基于洪水淹没区分析模型的宅基地淹没判断分析方法，包括如下步骤：S1，通过采集外业宅基地数据及建筑物的属性信息；进行DEM数据的初期建立过程；构建宅基地数据的三维模型以及高程模型；S2，宅基地数据与DEM数据的嵌套；洪水位的计算，洪水体积、范围的空间运算；S3，洪水宅基地淹没区、安全区、影响区的空间运算；基于洪水范围得出所淹没的宅基地。基地。基地。
