Python 从由一串点定义的横截面在固定栅格上创建三维高程

我试图在一个固定的网格上创建一个3D曲面，比如说1米或0.5米的间距，其中曲面是一个由多个点的横截面定义的通道。理想情况下，它应该是任意数量的点。例如，横截面，例如：

PTS=[[0.0,10.0]、[3.0,9.0]、[30.0,8.5]、[33.0,8.0]、[35.0,7.8]、[37.0,8.0]、[40.0,8.5]、[67.0,9.0]、[70.0,10.0]] 此处渠道宽70 m，具有双梯形截面

我已尝试对此进行编码，但未能确定日期：

我想读取点，然后根据间距进行插值，以提供计算出的高程（Z值）。这将填充X&Y域，从而提供三维地形的XYZ值

本示例旨在创建一条1500m长、70m宽的水道

代码：

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设置计算域 当代码遍历X时，基本Z提供了一个倾斜的河床，然后定义的横截面在Y的范围内创建Z

理想情况下，这也可以沿多段线应用，而不是仅在x方向应用。这样，通道可以沿着曲线生成，例如S形弯曲

我希望有人对如何解决这个问题有一些聪明的想法。。。多谢各位

有人提到scipy可能会在这里提供帮助。。。。我将尝试理解这一点，创建一个函数在点之间插值：

从scipy.interpolate导入interp1d

x=np.linspace（0,10,10）

y=np.exp（-x/3.0）

f=1d（x，y）

f2=1d（x，y，kind='cubic'）

xnew=np.linspace（0,10,40）

将matplotlib.pyplot作为plt导入

平面图（x，y，'o'，xnew，f（xnew），'-'，xnew，f2（xnew），'-'））

plt.图例（['data'，'linear'，'cubic']，loc='best'）

plt.show（）

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通过最初将第三维设置为零，可以从一开始就在三维中处理通道纵断面。通过这种方式，您将能够沿曲线旋转和平移轮廓。例如：

#The DEM
DEM = numpy.array((height,width)); #...because a row corresponds to the y dimension
#Channel center line
cCurve = [[0.0,0.0],[0.0,1.0],[1.0,2.0]] #A channel going north and then turning North-East
#Channel profile. It is better if you express this in relative coordinates to the center line. In this case, the points left to the center line would have negative X values and the points to the right would have positive X values. 
PTS = [[0.0,0.0,10.0],[3.0,0.0,9.0],[30.0,0.0,8.5],[33.0,0.0,8.0],[35.0,0.0,7.8],[37.0,0.0,8.0],[40.0,0.0,8.5],[67.0,0.0,9.0],[70.0,0.0,10.0]];
#
for (aCenterLinePoint in range(0,len(cCurve)-1)):
     #Translate the channel profile to the current location of the center line
     translatedPTS = Translate(PTS,cCurve[aCenterLinePoint]);
     #Rotate the channel profile, along the Z axis to an angle that is defined by the current center line point and the next center line point
     rotatedTranslatedPTS = Rotate(rotatedPTS,getAngle(cCurve[aCenterLinePoint],cCurve[aCenterLinePoint+1]))
     # "Carve" the DEM with the Channel profile. You can apply interpolation here if you like
     for (aChannelPoint in rotatedTranslatedPTS):
         DEM[aChannelPoint[1], aChannelPoint[0]] = aChannelPoint[2]; #Please note the reversal of the X,Y coordinates to account for the classical array indexing!

我希望上面的片段能传达这样的想法：-）。缺少的内容以及您必须根据您的问题进行计算的内容包括：

1） “像素大小”，换句话说，您的河道剖面以米表示，但在DEM中，您正在使用矩阵中的索引（基本上）。需要建立一个简单的线性变换，以便您可以确定“多少像素”-距离中心线20米”

2） Translate（）和Rotate（）函数。任何简单的向量数学都可以。请注意，如果以0,0,0表示频道配置文件，则旋转将是非常简单的表达式。有关更多信息，请参见此处：

3） getAngle（）函数是一个简单的atan2（vectorA，vectorB）。（例如：）。请注意，在这种情况下，您将围绕Z轴旋转，Z轴是DEM的“突出部分”

4） DEM与真实世界的方向。在上面的例子中，我们从0.0开始，然后向南移动，然后向东南移动，因为矩阵中的索引会从上到下增加

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希望这有点帮助。您是在处理CFD问题，还是只是为了可视化？

我正在尝试创建一个通用的通道生成器，以便创建自由开源软件ANUGA a 2D浅水波eq解算器所使用的地形。所以不，这不是一个简单的想象。这是一个真实的地形模型，将由ANUGA用于确定流量behviour。我想生成一系列标准化频道，如梯形、双梯形等。我明白，我希望上述内容毕竟有所帮助。

#The DEM
DEM = numpy.array((height,width)); #...because a row corresponds to the y dimension
#Channel center line
cCurve = [[0.0,0.0],[0.0,1.0],[1.0,2.0]] #A channel going north and then turning North-East
#Channel profile. It is better if you express this in relative coordinates to the center line. In this case, the points left to the center line would have negative X values and the points to the right would have positive X values. 
PTS = [[0.0,0.0,10.0],[3.0,0.0,9.0],[30.0,0.0,8.5],[33.0,0.0,8.0],[35.0,0.0,7.8],[37.0,0.0,8.0],[40.0,0.0,8.5],[67.0,0.0,9.0],[70.0,0.0,10.0]];
#
for (aCenterLinePoint in range(0,len(cCurve)-1)):
     #Translate the channel profile to the current location of the center line
     translatedPTS = Translate(PTS,cCurve[aCenterLinePoint]);
     #Rotate the channel profile, along the Z axis to an angle that is defined by the current center line point and the next center line point
     rotatedTranslatedPTS = Rotate(rotatedPTS,getAngle(cCurve[aCenterLinePoint],cCurve[aCenterLinePoint+1]))
     # "Carve" the DEM with the Channel profile. You can apply interpolation here if you like
     for (aChannelPoint in rotatedTranslatedPTS):
         DEM[aChannelPoint[1], aChannelPoint[0]] = aChannelPoint[2]; #Please note the reversal of the X,Y coordinates to account for the classical array indexing!