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专利号: 2025110016979
申请人: 南通点耐特智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-10-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:采集河流流域地形的所有点云数据,构建三维地形模型,并获取各点云的反射强度、高程数据,将三维地形模型上所有点云区分为地面对应的点云与非地面对应的点云;

对地面对应的所有点云进行聚类,将各聚类簇内地面对应的所有点云所在的区域,记为各局部区域;将非地面对应的点云投影到所述局部区域所在平面内,获取分布在所述局部区域内的非地面对应的点云;

分别对各局部区域内地面、非地面对应的所有点云进行网格化,分别获取地面、非地面对应各三角形网格;

分析各局部区域内地面对应的不同三角形网格的共面情况,以及地面对应点云的高程数据的离散情况,计算各局部区域的共面表征值,结合地面对应点云的分布离散情况以及反射强度的平均水平,确定各局部区域的侵蚀评估值;

通过各局部区域内地面与非地面之间对应三角形网格所在平面的共面情况,以及非地面对应点云的占比情况,计算各局部区域的失稳风险值,结合地面与非地面之间对应点云的反射强度的差异情况,以及非地面对应点云的高程数据的离散情况,确定各局部区域的固土评估值;

基于侵蚀评估值与固土评估值,确定各局部区域的地形演变因子,并结合三维地形模型,搭建河流流域地形的数字孪生仿真平台,对洪涝灾害进行模拟演进。

2.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,利用布料模拟滤波算法,所有点云划分为地面对应的点云、非地面对应的点云。

3.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述计算各局部区域的共面表征值,包括:计算地面对应的各三角形网格所在平面的法向量;计算各局部区域内地面对应的所有任意两个三角形网格的所述法向量的相似程度的累加和;

计算各局部区域内地面对应的所有点云的高程数据的离散程度,记为第一离散度;

所述共面表征值为所述累加和与所述第一离散度的比值。

4.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述确定各局部区域的侵蚀评估值,包括:将各局部区域内地面对应的所有任意两个点云之间距离的均值,记为局部分散度;

将各局部区域内地面对应的所有点云的反射强度的均值,记为平均强度;将所述平均强度与所述局部分散度的比值,作为各局部区域的地形劣化度;

所述侵蚀评估值为所述地形劣化度与所述共面表征值的比值。

5.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述计算各局部区域的失稳风险值,包括:计算各局部区域内地面对应的所有三角形网格所在平面的法向量与地平面的法向量之间的夹角的众数,记为第一角度;

根据各局部区域内非地面对应不同三角形网格所在平面的法向量以及三角形网格的面积,确定各局部区域的局部法向量;

将所述局部法向量与地平面的法向量之间的夹角,记为第二角度;

计算所述第一角度与所述第二角度之间差异的余弦值;

统计各局部区域内非地面对应的所有点云与地面对应的所有点云的总数量;计算各局部区域内非地面对应的所有点云的数量与所述总数量的比值,记为数量占比;

所述失稳风险值为所述余弦值与所述数量占比的比值。

6.如权利要求5所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述确定各局部区域的局部法向量,包括:计算各局部区域内非地面对应的各三角形网格的面积;

以所述面积为权值,对各局部区域内非地面对应的所有三角形网格所在平面的法向量进行加权平均,得到各局部区域的局部法向量。

7.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述确定各局部区域的固土评估值,包括:将各局部区域内非地面对应的各点云与地面对应的所有点云之间反射强度的差异的和值,记为相对差异;将各局部区域内非地面对应的所有点云的所述相对差异的和,记为局部差异量;

计算各局部区域内非地面对应所有点云的高程数据的离散程度,记为第二离散度;

将所述局部差异量与所述第二离散度的乘积,作为各局部区域的水文分离度;

所述固土评估值为所述失稳风险值与所述水文分离度的乘积。

8.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述地形演变因子为所述侵蚀评估值与所述固土评估值的乘积的归一化结果。

9.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法,其特征在于,所述搭建河流流域地形的数字孪生仿真平台,对洪涝灾害进行模拟演进,包括:基于三维地形模型以及所述地形演变因子,采用数字孪生技术搭建数字孪生底板;

实时引入水文气象数据和工程调度数据,形成动态数据湖,通过数据映射技术,将动态数据湖同步至三维地形模型上,搭建河流流域地形的数字孪生仿真平台,并利用数字孪生仿真平台对洪涝灾害进行模拟演进。

10.基于数字孪生技术的洪涝灾害演进系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述基于数字孪生技术的洪涝灾害演进方法的步骤。