[发明专利]一种基于等高线模型的鞍部点提取方法

说明书

本发明公开了一种基于等高线模型的鞍部点提取方法，包括如下步骤：1、获取等高线数据并进行线转面处理，得到面集合S；2、从S中找到处于最外围的等高面s；3、遍历集合S，找到所有在面s所围区域的内部且与s相邻接的面，组成内部邻接面集合T；集合T中高程值大于面s的高程值的内部邻接面组成集合W；4、对集合W中的内部邻接面两两之间提取鞍部点，组成集合U；将集合U中没有位于集合T中任一内部邻接面内部的鞍部点加入集合U_s中；5、将面s从面集合S中删除，重复步骤2‑4，直到当前最外围等高面中内部邻接面个数小于2。该方法充分利用了鞍部点的地形特征以及鞍部点在等高线中的空间特性，解决了传统提取鞍部点过程中产生伪鞍部点的问题，提高了鞍部点的提取精度。

技术领域

本发明属于地理信息技术应用领域，具体涉及一种基于等高线模型的鞍部点提取方法。

背景技术

鞍部是指位于相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位。鞍部点和山顶点、径流节点、沟头点、侵蚀基准点及溯源侵蚀裂点等一起，构成了对地形起伏特征具有重要控制作用的地形特征点簇。其中，鞍部点与相邻山顶点的高程差往往作为判别地面正地形起伏特征的重要指标，成为基于地形特征点簇的地貌模式识别的依据之一。

基于数字高程模型(DEM)的鞍部点自动、高效识别与提取一直是国内外学者研究的热点问题。目前，对鞍部点的提取多是基于格网DEM实现，传统基于格网DEM的鞍部点提取方法一般基于移动窗口实现。这种方法通过中心栅格与相邻栅格进行地形参数比较实现，但是会产生大量伪鞍部点，提取精度不够理想；或是采用基于正反地形提取鞍部点的方法，该方法利用正地形中的山脊线和反地形中的山脊线求交来提取鞍部点，在一定程度上提高了提取精度，但是该方法忽略了鞍部点不一定位于反地形山脊线上的特征，仍然产生了伪鞍部点；还有采用基于DEM汇流模拟提出的提取改进方法，该方法利用汇流模拟提取出的汇水线与正地形相交得到消除负地形影响的山脊线，然后在原DEM的基础上计算出反地形的流域边界线(即原始地形的山顶控制区域边界线)，最后山脊线与流域边界线求交得到鞍部点，该方法的提取精度有较大的提高，但是该算法在利用流域分水线与正地形叠加的计算过程中产生了破碎山脊线，给鞍部点提取结果带来了误差，且在计算正地形的汇水区域时，汇流阈值难以确定，增加了算法的复杂度。在用规则格网DEM提取鞍部点的过程中，由于鞍部点提取结果对DEM格网大小有着较高要求，因此对于不同的实验区域确定规则格网DEM合适的格网大小至关重要，为鞍部点提取造成了麻烦。

发明内容

发明目的：针对使用DEM数据提取鞍部点会遇到的数据处理困难和易产生伪鞍部点等问题，本发明提供了一种采用等高线数据，利用鞍部点在真实地形中的形态特征进行鞍部点提取的方法。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种基于等高线模型的鞍部点提取方法，包括如下步骤：

(1)获取待处理区域的等高线数据，将获取的等高线数据进行线转面处理，得到所有等高线转面后的面集合S；清空鞍部点集合U_s；

(2)从面集合S中找到处于最外围的等高面s；

(3)遍历面集合S，找到所有在最外围等高面s所围区域的内部且与s相邻接的面，组成内部邻接面集合T；集合T中高程值大于最外围等高面的高程值的内部邻接面组成集合W；

(4)对集合W中的内部邻接面两两之间提取鞍部点，所提取的鞍部点组成集合U；依次判断集合U中的鞍部点是否位于集合T中任一内部邻接面内部，如果不是，则将此鞍部点加入集合U_s中；

(5)将等高面s从面集合S中删除，重复步骤(2)-(4)，直到当前最外围等高面中内部邻接面个数小于2；得到获取的鞍部点集合U_s。

步骤(1)中等高线转等高面采用ArcGIS软件实现。

步骤(2)获取最外围等高面的步骤为：