在以数字化和计算机应用为主要标志的信息化时代,直接分析、处理和表达水文变量及其空间分布规律成为水文科学发展的趋势。然而,传统的水文等值线图数值计算自动化程度低、概化程度高,远不能满足水文科学进一步发展的需求。迫切要求对水文等值线图数值计算的关键技术进行改进,以满足现代水文对数字化信息的要求。结合地图代数、数学形态学以及数字图像分析处理的理论,运用现代计算机科学与技术,依据水文等值线图的特征,对水文等值线图数值计算的关键技术进行深入的研究。主要成果如下:(1)通过水文等值线图的代数分析、数字图像本质分析,加深了对电子地图和数字图像的认识。(2)分析了已有等值线栅格化方案的不足,提出结合水文等值线图隐含的特征信息进行水文等值线图栅格化的技术方案。(3)结合数学形态学骨架提取模型以及形态学算子的性质,设计了针对水文等值线图这样具有空间分布格局的图像的骨架提取算法,获取了位置准确、连通性好、单像素宽且噪声少的骨架,很好地表征了水文等值线图特征要素的空间分布特点。(4)实现了线性插值自动化实现的功能。在leberal等人提出的最陡坡度内插算法的基础上,结合距离变换、连通区域提取、黄金分割率、引进缓冲边界以及利用曲线逼近的方法确定关联等值线过待插值点的坡度下降最速方向等改进,极大地提高了线性插值成果的精度。(5)详细说明电子格式水文等值线图栅格化的各个步骤,并对地理坐标与行列坐标转换、数字等值线赋值等问题给予详细说明。此外还详细讨论了影响栅格化成果精度的各种因素。(6)通过对栅格化成果进行等值线还原、加密、剖面分析和三维图像比较分析,结果表明,本文提出的水文等值线图栅格化方案是合理的。(7)利用均值等值线图和变差系数等值线图的栅格化成果,结合P-III型理论频率分布线型,计算得到了设计暴雨栅格图。该成果基本上达到了最新编制的《中国暴雨统计参数图集》的精度。