數(shù)字灌區(qū)gis要素的分級(jí)顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字灌區(qū)是將傳統(tǒng)灌溉技術(shù)與3S技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體仿真等現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，利用傳感器來收集灌區(qū)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過通信技術(shù)手段來傳達(dá)信息，利用數(shù)字化手段來處理信息，并由構(gòu)建的各個(gè)系統(tǒng)模塊對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，最后結(jié)合專家決策系統(tǒng)對(duì)處理后的信息進(jìn)行匯總、分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)督、有效管理、及時(shí)決策的數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)。數(shù)字灌區(qū)的最終應(yīng)用形態(tài)是一套地理信息系統(tǒng)(GIS)，將灌區(qū)內(nèi)所有要素在數(shù)字地圖上顯示，并提供信息查詢和控制決策的功能。在大型灌區(qū)中，渠道、田塊等要素?cái)?shù)目眾多，空間關(guān)系復(fù)雜，若不對(duì)GIS要素實(shí)現(xiàn)逐級(jí)顯示，在較小的比例尺下，數(shù)字地圖中的要素過于密集以致重疊，無法表示正確的信息，并且由于地圖范圍內(nèi)需顯示的要素過多導(dǎo)致顯示延遲較長。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)缺乏直接有效的數(shù)字灌區(qū)GIS要素分級(jí)方法。渠道是數(shù)字灌區(qū)的核心要素，其空間結(jié)構(gòu)與自然河流較為類似，因此渠道的分級(jí)可以參考河流的分級(jí)方法。Horton-Straheler分級(jí)法(HS分級(jí)法)是一種廣泛使用的河流分級(jí)法，有較強(qiáng)的科學(xué)性，能保證同一級(jí)別下河流的規(guī)模相近，但由于自然河流的形成原理與人工渠道有本質(zhì)區(qū)別，HS分級(jí)法在人工渠道不適用。除HS分級(jí)法外，我國常采用經(jīng)驗(yàn)分級(jí)法對(duì)河流分級(jí)，即規(guī)定干流的支流是一級(jí)支流，一級(jí)支流的支流是二級(jí)支流，依次類推，而干流與支流的區(qū)分通常根據(jù)河流流量和走向等條件經(jīng)驗(yàn)性地確定，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可操作性差。而且上述兩種方法無法對(duì)灌區(qū)的田塊、閘門等要素分級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法，，包括以下步驟:S1:獲取需分級(jí)顯示的所有田塊的用水量信息；S2:計(jì)算所有渠道的輸水量信息，其中，毛渠的輸水量等于與之連接的田塊的用水量，當(dāng)多條毛渠同時(shí)與一個(gè)田塊連接時(shí)，水量均分給所有毛渠;在渠道的分支處，干渠的輸水量等于所有支渠輸水量的和；S3:設(shè)定所有渠道和閘門的級(jí)別信息，包括:S301:設(shè)定主渠道級(jí)別為A，其中，A為常數(shù)；S302:在渠道的分支處，當(dāng)支渠的起點(diǎn)設(shè)置有閘門時(shí)，所述支渠的級(jí)別等于干渠的級(jí)別增加B，其中，B為常數(shù);S303:在渠道的分支處，當(dāng)支渠的起點(diǎn)未設(shè)置有閘門時(shí)，當(dāng)支渠輸水量大于干渠輸水量的C%時(shí)，支渠的級(jí)別等于干渠的級(jí)別，其中，C e (O，100);否則，支渠的級(jí)別等于干渠的級(jí)別增加B;S401:設(shè)定原始田塊的級(jí)別等于與之連接的毛渠的級(jí)別，當(dāng)存在級(jí)別不同的多條毛渠同時(shí)與一個(gè)田塊連接時(shí)，所述田塊的級(jí)別設(shè)為其中的最小值;S402:對(duì)于一條N級(jí)渠道，與該渠道的N+B級(jí)支渠連接的所有N+B級(jí)田塊合并成一個(gè)大田塊，合并后的田塊的級(jí)別是N，合并后的N級(jí)田塊如果存在孤立區(qū)域，當(dāng)孤立區(qū)域的面積小于所述N級(jí)田塊總面積的D%時(shí)，忽略所述孤立區(qū)域，其中，De (0，100);S5:將級(jí)別相同的所有GIS要素組織為一個(gè)圖層，圖層的級(jí)別與GIS要素的級(jí)別相同，其中，所述GIS要素包括渠道、田塊和閘門。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法，分級(jí)方法符合灌區(qū)特點(diǎn)、可操作性高，能保證數(shù)字灌區(qū)GIS信息系統(tǒng)永遠(yuǎn)顯示與當(dāng)前縮放級(jí)別相符的細(xì)節(jié)信息，使信息的表達(dá)清晰有效，并能降低顯示延時(shí)，提高顯示速度。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]進(jìn)一步地，所述田塊的用水量信息通過田塊面積與作物灌溉定額的乘積估算，其中，所述作物灌溉定額表征作物生長周期內(nèi)的總需水量。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟S2中所有渠道的輸水量按照從下游到上游、從支渠到干渠的順序逐步計(jì)算的。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟S4中，按照渠道級(jí)別數(shù)從大到小的順序，逐步完成所有渠道級(jí)別下的田塊的合并與分級(jí)。
[0012]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0014]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字灌區(qū)GIS要素的分級(jí)顯示方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0018]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0019]首先介紹相關(guān)的技術(shù)用語，數(shù)字灌區(qū)包括三種基本要素:渠道、田塊、閘門。
[0020]渠道即引水渠，是水流的通道，在GIS系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)于線狀對(duì)象。渠道之間存在分支連接的空間關(guān)系，即一段渠道的終點(diǎn)是另外兩段或多段渠道的起點(diǎn)，并且前者必在后者上游，代表現(xiàn)實(shí)中渠道的分支結(jié)構(gòu)，此時(shí)上游渠道稱為干渠，下游渠道稱為支渠。通常而言，主渠道從一條自然河流或水庫引出，順著水流前進(jìn)的方向，渠道不斷引出分支，形成多叉樹結(jié)構(gòu)。位于多叉樹根節(jié)點(diǎn)的渠道稱為主(總)干渠，位于多叉樹葉子節(jié)點(diǎn)的渠道稱為毛渠。
[0021]田塊即種植作物的基本單元，在GIS系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)于一個(gè)面。田塊之間存在相鄰的空間關(guān)系，即兩個(gè)田塊有共同的邊，但不存在相交的區(qū)域。田塊與毛渠存在連接的空間關(guān)系，即毛渠的終點(diǎn)在田塊的邊或內(nèi)部，代表現(xiàn)實(shí)中引水最終從毛渠流出澆灌田塊。
[0022]閘門是布置在渠道上用于開閉水流通道的控制設(shè)施，在GIS系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)于一個(gè)點(diǎn)。閘門與渠道存在包含的空間關(guān)系，渠道包含某閘門，或稱閘門在渠道上，代表現(xiàn)實(shí)中閘門控制這段渠道的開閉。特別地，在渠道的分支處，閘門常常