(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211054803.6 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 中国长江三峡集团有限公司 地址 430010 湖北省武汉市江岸区六合路1 号 (72)发明人 王飞龙　胡挺　张松　纪国良　 肖扬帆　时玉龙　谭政宇　郭率　 仇红亚　汪雷　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 焦磊 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G01C 7/00(2006.01) (54)发明名称 基于比例关系的快速地形断面插值方法 (57)摘要 本发明公开了基于比例关系的快速地形断 面插值方法， 属于水利工程领域。 该方法依据提 供的原始断面轮廓、 断面左右端点坐标、 断面间 距等信息， 利用断面坐标信息把断面轮廓转换为 散点信息， 通过插值间距与断面间距比例关系， 求得插值断面左端点坐标， 然后通过求解直线 方 程得到插值断面右端点坐标， 左右端点高程及最 低点高程采用比例关系求得， 根据原始断面内的 宽度比例与高程比例关系， 求出插值断面各点位 置与高程。 本发 明克服了 现有断面插值技术缺失 位置信息的不足， 插值断面能更好反映河流走 向。 权利要求书4页 说明书5页 附图4页 CN 115470551 A 2022.12.13 CN 115470551 A 1.基于比例关系的快速地形断面插值方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 收集所需进行插值的地形断面数据； 步骤2， 根据断面两端的端点 坐标计算断面各点 坐标值； 步骤3， 计算断面内各点累距与断面宽度的比例关系； 步骤4， 以断面最低 点作为参考点， 用断面各点高程减去最低点高程， 得到相对高程， 然 后除以断面第1点的相对高程 值， 求得断面各点与断面第1点的相对高程的比值； 步骤5， 由原始相邻的第i、 i+1个断面间距和插值距离， 计算两个断面之间的插值断面 的数量， 然后利用原 始断面的两端的端点 坐标， 计算插值断面两端的端点 坐标； 步骤6， 根据插值断面两端的端点坐标， 计算插值断面宽度； 根据插值断面的数量n， 以 n/2为分界， 把插值 断面等分成前半部分、 后 半部分插值 断面； 利用步骤3得到的比例关系， 前半部分插值断面利用第i个断面的各点的累距 ‑宽度比例关系， 求得断面各插值点的累 距， 后半部分插值 断面利用第i+1个断面的各点的累距 ‑宽度比例关系， 求得断面各插值点 的累距； 步骤7， 根据步骤5得到的插值断面两端的端点坐标以及步骤6得到的断面插值点累距， 与步骤2类似地， 计算得到插值断面各点的横、 纵坐标； 步骤8， 找出第i、 i+1个断面的最低点， 并采用线性插值方法得到插值断面 最低点高程； 步骤9， 计算插值断面第1点高程值以及相对高程， 并与步骤4得到的第i个断面的各点 与断面第1点的相对高程的比值相乘， 得到前半部分插值断面各点相对高程； 类似地， 计算 得到后半部分插值断面各点的相对高程； 步骤10， 分别将插值断面各点相对高程与插值断面最低点高程相加， 得到插值断面各 点高程， 将插值断面的坐标数据与步骤2得到的原始断面的坐标数据合并， 得到插值后的完 整的断面 坐标数据。 2.根据权利要求1所述的快速地形断面插值方法， 其特征在于， 步骤1中的地形断面数 据包括： 断面间距Li、 断面累距di,j、 高程zi,j， 左端点坐标(xi,1,yi,1)， 右端点坐标 其中下标i表示断面号， j表示断面的第j点， i＝1,2, …m， j＝1,2, …ni， m表示断面的数量， ni 表示第i个断面的点的数量。 3.根据权利要求2所述的快速地形断面插值方法， 其特征在于， 步骤2中， 计算第i个断 面的C点的坐标的具体过程包括： 由断面左端点坐标(xi,1,yi,1)右端面坐标 利用三角形相似性原理， 建立关 系式 得到横坐标xi,c的计算式： 同理得到纵坐标yi,c的计算式：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115470551 A 2式中xi,c,yi,c分别为C点 的横、 纵坐标； 为第i个断面 的总宽度； di,c为第i个断面 的C 点的累距； dx为断面的计算点与左端点的距离在x轴上的投影长度； 利用式(1)、 式(2)求得 断面各点 坐标。 4.根据权利要求3所述的快速地形断面插值方法， 其特征在于， 步骤3中， 所述计算断面 内各点累距与断面宽度的比例关系， 具体包括： 用断面各点累距除以断面宽度， 得到断面各点与断面宽度的比例关系， 计算式如下 式中dpi,j表示第i个断面第j点的累距与断面宽度的比值。 5.根据权利要求 4所述的快速地形断面插值方法， 其特 征在于， 步骤4具体包括： 寻找断面最低 点高程， 用各点高程减去最低点高程， 得到各点相对最低 点的相对高程， 然后用各点的相对高程除以第1点的相对高程， 求得 各点与第1点的相对高程的比值， dzi,j＝zi,j‑minzi        (4) 式中minzi为第i个断面最低点高程； dzi,j表示断面的第j点相对最低点的相对高程； dzpi,j为断面各点与第1点的相对高程的比值。 6.根据权利要求5所述的快速地形断面插值方法， 其特征在于， 步骤5 中， 由原始的第i、 i+1个断面的间距和插值距离， 计算两断面间插值 断面数量， 然后利用两断面的左、 右端点 坐标， 计算插值断面左、 右端点 坐标， 具体包括： 用两断面间距除以插值距离并取整， 得到两断面间的插值断面数量； 根据插值断面的 左端点与第i、 i+1个断面的左端点以及X、 Y轴的几何关系， 得到插值断面左端点坐标， 计算 式如下： n＝int(Li/Δd)      (6) 式中n为插值断面的数量； Δd表示插值间距， 为相邻的插值断面的左端点的距离； s表 示插值断面的下 标号， s＝1,2 …n； xs,1,ys,1表示插值断面左端点的横、 纵坐标； 分别根据第i、 i+1个断面的左、 右端点坐标， 求出两断面与水平方向夹角 θi、 θi+1， 根据插 值断面的数量 n， 对 θi至θi+1的夹角区间等分渐 变， 得到第s个插值断面与水平方向的夹角 θs， 利用第s个插值断面的左端点坐标(xs,1,ys,1)以及第s个插值断面与水平方向的夹角 θs权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115470551 A 3