[发明专利]一种基于坡向约束的地形表面面积计算方法

权利要求书

1.一种基于坡向约束的地形表面面积计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：收集数字高程模型数据集A；

步骤S2：根据步骤S1得到的数据集A计算坡向数据集B；

所述的步骤S2中，坡向计算采用基于数值积分的二次曲面拟合曲面法，设Aspect表示像元坡向，Slope_sn表示像元在南北方向坡度，Slope_we在东西方向的坡度，则每个像元的坡度和坡向的计算公式为：

Aspect＝Slope_sn/Slope_we；

步骤S3：根据数据集A创建表面面积数据集C；

步骤S4：以数据集A和步骤S2得到的数据集B作为输入数据，数据集C为输出参数，以像元矩阵作为滑动窗口，对数据集A、数据集B和数据集C进行遍历操作；

步骤S5：步骤S4创建的滑动窗口每次变换之后，以窗口内数据集A和数据集B作为输入参数，计算窗口中心像元表面面积，将结果计入数据集C；

步骤S6：累积数据集C中所有像元的数值之和作为所求的表面面积。

2.根据权利要求1所述的一种基于坡向约束的地形表面面积计算方法，其特征在于：所述的步骤S3中，具体步骤为：

步骤S31：分别设数据集A的行数为Rows、列数为Cols，设数据集A的像元尺寸为x-size和y-size，设数据集A的起始点的横坐标为x-tl、纵坐标为y-tl；

步骤S32：以Rows、Cols、x-size、y-size、x-tl、y-tl作为栅格参数，创建数据类型为浮点型的栅格数据集，记为C。

3.根据权利要求2所述的一种基于坡向约束的地形表面面积计算方法，其特征在于：所述的步骤S4中，具体步骤为：

步骤S41：设像元矩阵的行列数为3×3，设正整数Rc的取值范围为(1，Rows-1)，遍历Rc的所有取值，每次递增1；

步骤S42：针对步骤S41中Rc的每一次取值，设正整数Cc的取值范围为(1，Cols-1)，遍历Cc的所有取值，每次递增1；

步骤S43：针对步骤S42中Cc的每一次取值，分别读取数据集A、数据集B中行列号为(Rc-1，Cc-1)、(Rc-1，Cc)、(Rc-1，Cc+1)、(Rc，Cc-1)、(Rc，Cc)、(Rc，Cc+1)、(Rc+1，Cc-1)、(Rc+1，Cc)、(Rc+1，Cc+1)的像元值，作为当前窗口内数据集A和数据集B的读取值。

4.根据权利要求3所述的一种基于坡向约束的地形表面面积计算方法，其特征在于：所述的步骤S5中，具体步骤为：

步骤S51：将窗口内数据集A的像元中心点分别记为a、b、c、d、e、f、g、h、i；

步骤S52：将窗口内数据集B的中心像元值记为θ；

步骤S53：过e点以θ为方向角做直线l，l与a点和g点的连线相交于j点，与c点和i点的连线相交于k点；

步骤S54：分别连接b点和j点、h点和k点、b点和f点、d点和h点，将步骤S51得到的中心点围成的矩形区域划分为10个三角形区域；

步骤S55：计算步骤S54得到的各三角形面积之和再除以4，获得窗口中心点的表面积栅格像元值，将结果计入数据集C。