南大(常熟)研究院有限公司张静涵获国家专利权
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龙图腾网获悉南大(常熟)研究院有限公司申请的专利一种河道三维地形生成方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120852693B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511331923.X,技术领域涉及:G06T17/05;该发明授权一种河道三维地形生成方法及装置是由张静涵;杨棠武;王春林;许信设计研发完成,并于2025-09-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种河道三维地形生成方法及装置在说明书摘要公布了:本发明涉及河道地形建模技术领域,具体涉及一种河道三维地形生成方法及装置,包括:获取河道点云数据、河道高程数据和若干监测点的历史河流数据,确定河道点云数据中的若干局部点并结合河道高程数据对河道点云数据分别在平面和竖向上进行形态分析,获取各局部点处的形态参数;结合历史河流数据获取不同时间内河道点云数据中不同局部点的河流参数,通过不同位置处的形态参数和河流参数获取对应位置处的分辨率系数,结合河道点云数据进行河道三维地形建模并利用分辨率系数调整模型分辨率,从而生成河道三维地形模型。本发明在保证高精度的同时优化了计算效率,实现了动态、自适应的河道三维地形生成。
本发明授权一种河道三维地形生成方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种河道三维地形生成方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 获取河道点云数据、河道高程数据和若干监测点的历史河流数据,历史河流数据包括河道上若干监测点在历史上的水体流速数据和含沙量数据; 确定河道点云数据中的若干局部点并结合河道高程数据对河道点云数据分别在平面和竖向上进行形态分析,获取各局部点处的形态参数; 结合历史河流数据获取不同时间内河道点云数据中不同局部点的河流参数,所述河流参数用于描述局部点受到河水产生的冲蚀或泥沙淤积影响的程度; 通过不同位置处的形态参数和河流参数获取对应位置处的分辨率系数,结合河道点云数据进行河道三维地形建模,建模过程中利用分辨率系数调整模型分辨率; 获取分辨率调整完成后的河道三维地形模型并进行可视化; 所述确定河道点云数据中的若干局部点并结合河道高程数据对河道点云数据分别在平面和竖向上进行形态分析,获取各局部点处的形态参数,包括的具体方法为: 利用河道高程数据获取在河道点云数据中若干个等间隔分布的河床曲线; 在河道点云数据中获取若干个所在平面与水平面相平行且等间隔分布的液面曲线; 将河床曲线和液面曲线形成的交叉点,作为在河道点云数据中的局部点,利用局部点所在局部区域进行轮廓形态特征分析,获取局部点的形态参数; 所述局部点的形态参数的具体获取方法为: 对于河道点云数据中的任意局部点,获取所述局部点在预设邻域范围内所有数据点,作为所述局部点的邻域点,得到由所述局部点以及对应邻域点形成的局部区域,利用最小二乘法对所述局部区域进行曲面拟合,得到所述局部点对应的局部曲面;获取河道点云数据中每个数据点对应的高程,将所述局部点的局部曲面上所有数据点的平均高程与高程最大的液面曲线所对应的高程值之间的差异,作为所述局部点的局部高程差,获取局部点在对应局部曲面上的平均曲率,以及局部曲面上所有数据点对应高程的标准差,根据所述局部高程差、所述平均曲率以及所述标准差,获取对应局部点的形态参数,其中所述平均曲率和局部高程差均与所述形态参数呈正相关,所述标准差与所述形态参数呈负相关; 所述结合历史河流数据获取不同时间内河道点云数据中不同局部点的河流参数,包括的具体方法为: 利用所有监测点的历史河流数据将河道点云数据在流域上分为若干个监测段; 对于任意监测段,将所述监测段在所有监测周期中的相同监测时刻下的平均流速值,作为所述监测段在对应监测时刻下的流速水平值,利用相同方法得到所述监测段在对应监测时刻下的含沙量水平值; 根据河道点云数据中不同监测段对应的流速水平值和含沙量水平值的数值大小以及在河道空间和时间上的变化情况,得到河道点云数据中任意局部点在各个监测时刻下的河流参数; 所述河流参数的具体获取方法为: 对于任意监测时刻下,根据局部点所在监测段与所述监测段的上一个监测段在所述监测时刻下的流速水平值差异,以及所在监测段与所述监测段的下一个监测段在所述监测时刻下的含沙量水平值差异,得到局部点在所述监测时刻的空间河流因子;获取局部点所在监测段在所述监测时刻下的流速水平值和含沙量水平值分别在时间上的前向差分值,并获取所述局部点所在监测段在所有监测时刻下流速水平值和含沙量水平值分别对应的平均值,根据所述流速水平值和含沙量水平值分别在时间上的前向差分值与相对应的流速水平值和含沙量水平值的差异,得到所述局部点在所述监测时刻下的时间河流因子;结合局部点在所述监测时刻下的空间河流因子、时间河流因子、流速水平值、含沙量水平值,得到局部点在所述监测时刻下的河流参数; 所述通过不同位置处的形态参数和河流参数获取对应位置处的分辨率系数,结合河道点云数据进行河道三维地形建模,建模过程中利用分辨率系数调整模型分辨率,包括的具体方法为: 对于任意监测时刻,根据局部点的形态参数以及局部点在所述监测时刻的河流参数,得到局部点在所述监测时刻的分辨率系数,其中所述形态参数和所述河流参数均与所述分辨率系数呈正相关; 对于任意监测时刻下,利用Delaunay剖分方法对河道点云数据进行不规则三角网建模,并在三维建模过程中利用分辨率系数对河道三维地形模型中的局部进行分辨率调节。
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