matlab河道水面线计算,河道水面线计算的可视化实现方法及软件

matlab河道⽔⾯线计算,河道⽔⾯线计算的可视化实现⽅法及软件摘要：河道⽔⾯线推算是流域防洪和兴利规划的基础⼯作。笔者运⽤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：△Z=Q^2(α/2g(1/A2^2-1/A1^2)+(1/K^2)l)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，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=-Height*1w=Width*0.8‘坐标系变换‘确定绘制断⾯的屏幕宽度‘确定绘制断⾯的屏幕⾼度h=Height*0.55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