[发明专利]一种基于χ图形态特征的河流袭夺自动判别方法

说明书

本发明公开了一种基于χ图形态特征的河流袭夺自动化判别方法，具体步骤包括：(1)分别计算疑似发生河流袭夺的河流χ图的首尾结点连线斜率，并判断大小关系；(2)计算疑似袭夺河和倒流河χ图的弯曲系数，并判断是否大于阈值；(3)按点与连线距离分别将疑似袭夺河和倒流河χ图分为三段；(4)分别计算疑似袭夺河和倒流河三段χ图的斜率，并判断大小关系，判定是否发生河流袭夺。本发明与现有技术相比，自动化程度高，准确率高，且可有效避免人工判别时的漏判。

技术领域

本发明涉及地理信息技术和水文学领域，尤其涉及一种基于χ图形态特征的河流袭夺自动判别方法。

背景技术

水系是不同等级的河流在流域内构成的河道系统。发育成熟的水系一般处于平衡状态，即河道的抬升速率等于流水的侵蚀速率。河流袭夺通常在一条河流溯源侵蚀并切割另一条河流时发生，袭夺河将被袭夺河截夺，袭夺河的源头转移到被袭夺河中。当出现河流袭夺的现象时，水系的平衡状态会被打破，袭夺河由于被夺河的汇入，侵蚀速率增加造成平衡被打破。目前，有研究提出对河道生成χ图，并根据χ图的形态可以判定是否发生河流袭夺。袭夺河与倒流河,在χ图中通常呈现上凸形态，而断头河，其斜率表现较为平缓，低于平衡状态下河流χ图的趋势线。

现阶段基于χ图形态特征对河流袭夺的判别，大多是由解译人员借助自身的专业知识和判读经验，对χ图形态特征进行目视判别。这种基于人工目视解译的判别方式，效率低，且由于易受解译人员自身水平的影响，容易导致误判和漏判。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术人工判别准确率低的问题，提供一种判别准确率更高的河流袭夺自动判别方法。

技术方案：本发明所述的基于χ图形态特征的河流袭夺自动判别方法包括：

(1)获取疑似发生河流袭夺的河流组的χ图，包括疑似袭夺河R_c、疑似倒流河R_r和疑似断头河R_t的χ图，并分别计算对应χ图首尾结点连线的斜率k_c、k_r和k_t，若k_c和k_r均大于k_t，则执行步骤(2)；否则，执行步骤(8)；

(2)分别计算疑似袭夺河R_c和疑似倒流河R_r的χ图的弯曲系数b_c、b_r，若b_c、b_r均大于预设弯曲系数阈值Tb，则执行步骤(3)；否则，执行步骤(8)；

(3)在疑似袭夺河R_c的χ图中，搜索距离首尾结点连线最远的点p1，并在基于p1将当前χ图分隔形成的两个区间内，分别搜索距离区间内首尾点连线最远的点p2、p3，相应距离分别记为d′_p2、d″_p3；

(4)若d′_p2d″_p3，则基于p2、p1将疑似袭夺河R_c的χ图分为三段；否则，基于p1、p3将疑似袭夺河R_c的χ图分为三段；

(5)计算各段首尾结点连线斜率，并依次记为k_c1、k_c2、k_c3；

(6)基于疑似倒流河R_r的χ图，依据步骤(3)-(5)，计算R_r中的各段斜率，并依次记为k_r1、k_r2、k_r3；

(7)如果下式条件成立，则判别为该河流组的河流发生过河流袭夺；否则，判别为未发生过河流袭夺；