河道水面线推算的可视化实现方法

《河道水面线推算的可视化实现方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、河道水面线推算的可视化实现方法摘要：河道水面线推算是流域防洪和兴利规划的基础工作。运用VB6.0计算机语言，编制了可视化的水面线推算程序，通过便捷的人机交互界面和方便的数据接口，提高了工作效率。本文介绍了可视化编程的思路及一些基本方法。关键词：水面线推算，VB，可视化1引言河道治理经常需要推算河道水面线。传统的计算方法有试算法和图解法，不仅十分烦琐，而且精度不高。随着计算机技术的快速发展和各种开发平台及应用软件的涌现，人们不仅摆脱了手工计算的繁复工作，实现了计算的程序化，而且，可视化开发平台为实现交互式演算创造了条

2、件，极大地提高了工作效率。笔者运用VB6.0计算机语言编制了可视化水面线计算程序，在南水北调东线工程规划等项目中得到了应用，本文介绍了实现可视化计算的主要方法。2VB6.0简介VisualBasic6．0是基于Windows平台的可视化开发工具，实现了面向对象的编程，简单易学，特别便以设计人机交互界面及生成图形，实现计算过程和结果的可视化。3水面线推算方法3.1基本方程根据伯努力能量方程式的理论，推算水面线基本公式为：其中：3.2推算方法采用逐段试算法[1]，根据工程或实际情况的需要，将需进行水面线计算的整个河段，

3、分成若干个计算河段，从下游到上游对这些计算河段逐段进行计算求解，从而可得到整个河段的水面线。采用二等分迭代法进行计算。3.3断面特征数据计算横断面数据文件采用通用格式，即桩号、断面点数、起点距、高程、起点距、高程…。以各测点作已知水面或假定水面的垂线，形成了三角形、矩形或梯形断面，计算相应的面积和湿周，对计算方法来说矩形和三角形均为梯形的特例，均可利用相同的程序完成，考虑到规划阶段受资料限制，糙率不可能定得太细，且要进行多方案比较，要求快捷、简便，各分段（河段）只设深槽和滩地两种糙率。根据各梯形断面所处的位置，分别

4、计算不同的糙率相应的流量模数（K）。4水面线计算的可视化实现4.1可视化功能4包括从断面数据文件读入数据，在“选断面特征值”窗体上绘出带有座标方格横断图，以鼠标点击横断图，分别确定过水断面的有效边界、滩地与深槽的分界点、深泓、两堤顶的位置，输入断面名称、糙率、纵断桩号及测量断面与平均流向相互不垂直的偏角（见图1）；在“推算水面线”窗体内，生成纵断图，以鼠标点击选择任意上下游两断面进行之间的水面线计算，可随时改变起始断面水位、糙率、流量，将不同边界条件和水力参数的推算结果绘在纵断图上，便以比较和选择。点击纵断图可即时

5、查询对应位置横断的平均流速、水位、堤顶高程等信息（见图2）。4.2可视化实现（1）图形的生成首先利用以下语句得到窗口的大小（象素个数），并适当缩小（*17/20）后，确定绘图的窗口。由于VB是以左上角为缺省原点，需通过必要的语句进行坐标系变换。Height=Screen.Height*17/20‘获得窗口大小Width=Screen.Width‘获得窗口大小ScaleTop=Height*0.85ScaleLeft=-Width*0.05ScaleWidth=Width*0.95ScaleHeight=-Heigh

6、t*1‘坐标系变换w=Width*0.8‘确定绘制断面的屏幕宽度h=Height*0.55‘确定绘制断面的屏幕高度在确定绘制图形的窗口之后，为使测量空间坐标与屏幕坐标能够一一对应，并达到绘图窗口正好容纳下整个断面图，需计算两者之间的比例系数，以后都以该系数进行转换。以x1、y1代表最小空间坐标，以x2、y2代表最大值，则比例系数为：kx=w/(x2-x1)ky=h/(y2-y1)线条绘制以循环执行Line语句实现。（2）屏幕坐标的获取及空间坐标的转换VB6.0提供了获取鼠标位置的语句，并对鼠标点击事件进行响应，利用

7、此功能，可实现断面特征点（如深泓等）及纵断图中的横断面选择，进行相关数据查询，计算任意两测量点之间的距离和边坡。计算所有测量点与点击坐标的距离，最近的点即为所要的测量点。获取鼠标位置的语句为：PrivateSubForm_MouseDown(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)Text1.Text=X‘得到鼠标X坐标Text2.Text=Y‘得到鼠标X坐标IfButton=1Then‘如果点击屏幕就转换为空间坐标x0=X/kx+x1y0=Y/ky+y

8、1EndIf5水面线推算程序精度验证本程序提供了一些数据接口，以便使基本数据能与其它水面线推算应用软件共享。以相同断面数据和糙率等基本参数，在不同的软件上运行，根据计算结果的比较可说明算法是否存在问题。经构造规则断面进行计算，并与恒定流计算公式的计算值相比较，以及以相同的测量数据和边界条件分别用本程序和水利部河北水利水电勘测设计研究院编制的《天然河道水面线V