[发明专利]地形特征线提取方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种地形特征线提取方法及装置，改善了现有技术中特征线提取方法无法根据特征显著程度对提取结果进行方便筛选的问题。该地形特征线提取方法，包括：对采集到的地形的数字高程模型DEM数据进行预处理；提取出多个特征点并计算各特征点的特征显著度；沿每个特征点的特征方向或与该特征点的特征方向相邻的方向进行特征延伸；得到特征图，并根据最小生成树算法生成特征森林；对特征森林进行枝干分解，提取出所有特征线；从各特征线中选取出显著度最高的预设数量的特征线作为地形的特征线集合。使用该地形特征线提取方法及装置，可以根据特征显著度对提取结果进行方便的筛选，提高了特征性提取的抗噪能力和特征点连通性。

技术邻域

本发明涉及地形处理技术邻域，具体而言，涉及一种地形特征线提取方法及装置。

背景技术

山脊线和山谷线是非常重要的地形特征线，描述了最主要的地形骨架结构，自动提取山脊线和山谷线对于地形地貌研究有着重要意义，近年来也被用于基于样本的地形合成。

从规则格网数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)中提取山脊线和山谷线一直是一个研究热点，主要方法包括地表流水模拟分析法、几何形态分析法和基于图像处理技术的方法。

其中，地表流水模拟分析法依据地表水流从高处流向低处的自然规律，通过计算汇水量生成连续河网，在此基础上细化河网水系得到山谷线，而将河网公共边界作为山脊线，此类方法提取结果整体性较好，但计算量大，效率较低，且对平原地区水流方向的判定比较困难；几何形态分析法通常利用山脊和山谷点为断面极大或极小值点，采用局部窗口对断面进行分析以确定特征点，此类方法简单高效，提取精度相对较高，但结果容易受窗口大小的影响，且对噪声敏感，特征线连续性较差；基于图像处理的方法将DEM看作灰度图，利用图像处理中的技术进行线型特征检测，如利用图像处理中的灰度形态学算子提取山脊线和山谷线，取得较好效果，但在平坦山脊和山谷处易产生断裂。

上述方法均不能根据特征强弱对提取结果进行方便的筛选控制，此外基于规则格网DEM的特征线提取方法总体上抗噪性差，且特征点连接成线时较为困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种地形特征线提取方法及装置，以改善现有技术中基于规则格网DEM的特征线提取方法不能根据特征强弱对提取结果进行方便的筛选控制，总体上抗噪性差，且特征点连接成线时较为困难的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种地形特征线提取方法，包括：

对采集到的地形的数字高程模型DEM数据进行预处理；

分别沿多个方向对所述DEM数据进行扫描，提取出多个特征点并计算各所述特征点的特征显著度；

沿每个特征点的特征方向或与该特征点的特征方向相邻的方向进行特征延伸；

将每个特征点作为顶点，将相邻特征点连线构成边得到特征图，并根据最小生成树算法生成特征森林；

对所述特征森林进行枝干分解，提取出所有特征线，将各所述特征线上的所有特征点的特征显著度之和作为各所述特征线的显著度；

从各所述特征线中选取出显著度最高的预设数量的特征线作为所述地形的特征线集合。

第二方面，本发明实施例提供了一种地形特征线提取装置，包括：

预处理单元，用于对采集到的地形的数字高程模型DEM数据进行预处理；

数据扫描单元，用于分别沿多个方向对经所述预处理单元预处理后的DEM数据进行扫描，提取出多个特征点并计算各所述特征点的特征显著度；