用python实现河流大断面的计算,并作可视化处理。要求:1.用河底高程和起点距计算。2.当河床有突出的一块时,计算时采用分块相加的办法。3.需要有多个用户输入起点距与河底高程

时间: 2024-04-29 10:23:47 浏览: 26
方案一: 使用numpy和matplotlib库实现。 1.定义计算函数 首先定义一个函数,输入起点距和河底高程,输出断面的面积和湿周长。 代码如下: ```python import numpy as np def cross_section(start_dist, bed_elevation): # 计算断面面积 area = np.trapz(bed_elevation, dx=1) # 计算湿周长 perimeter = np.sqrt(1 + np.power(np.gradient(bed_elevation, start_dist), 2)).sum() return area, perimeter ``` 这个函数使用了numpy的`trapz`函数计算积分,`gradient`函数计算梯度。 2.处理突出的一块 如果河床有突出的一块,可以将其分成多个小块,分别计算后相加。 代码如下: ```python def cross_section(start_dist, bed_elevation, block_sizes=None): if block_sizes is None: # 没有突出的一块 area = np.trapz(bed_elevation, dx=1) perimeter = np.sqrt(1 + np.power(np.gradient(bed_elevation, start_dist), 2)).sum() else: # 有突出的一块 area = 0 perimeter = 0 for block_size in block_sizes: block_bed_elevation = bed_elevation[:block_size] bed_elevation = bed_elevation[block_size-1:] area += np.trapz(block_bed_elevation, dx=1) perimeter += np.sqrt(1 + np.power(np.gradient(block_bed_elevation, start_dist), 2)).sum() # 加上剩余部分的面积和湿周长 area += np.trapz(bed_elevation, dx=1) perimeter += np.sqrt(1 + np.power(np.gradient(bed_elevation, start_dist), 2)).sum() return area, perimeter ``` 这个函数增加了一个可选参数`block_sizes`,表示突出的一块大小。如果没有突出的一块,就直接计算面积和湿周长;否则,将突出的一块分成多个小块,分别计算面积和湿周长,最后相加。 3.可视化处理 使用matplotlib库进行可视化处理。 代码如下: ```python import matplotlib.pyplot as plt def plot_cross_section(start_dist, bed_elevation): fig, ax = plt.subplots() ax.plot(start_dist, bed_elevation) ax.set_xlabel('Distance (m)') ax.set_ylabel('Bed Elevation (m)') ax.set_title('Cross Section') plt.show() ``` 这个函数接受起点距和河底高程,绘制出断面图。 4.用户输入 使用input函数获取用户的起点距和河底高程。 代码如下: ```python start_dist = list(map(float, input('Enter start distances: ').split())) bed_elevation = list(map(float, input('Enter bed elevations: ').split())) ``` 这个代码使用`input`函数获取用户输入,使用`map`函数将输入转换成浮点数列表。 5.完整代码 将以上代码整合起来,得到完整代码如下:

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