[发明专利]多特征约束的网状河流主流识别方法

权利要求书

1.多特征约束的网状河流主流识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

识别冗余结点：以河系数据构建有向拓扑，探测存在多个流出河段的结点，定义为冗余结点；

探测有效拓扑边界：选择任一冗余结点，识别与所述任一冗余结点关联的流出河段所在的拓扑多边形；判断所述拓扑多边形是否为有效拓扑多边形；若为所述有效拓扑多边形，探测所述有效拓扑多边形的一阶邻近多边形，依据所述有效拓扑多边形与所述一阶邻近多边形的合并条件，形成最终有效拓扑多边形，得到有效拓扑边界；

建立冗余结点层次树：依据所述有效拓扑边界之间的包含关系，划分隶属层次，并以树结构进行表达；

合理去除冗余结点：多特征约束的最优连通路径探测算法，保留各个冗余结点位于最优连通路径上的流出河段；合理去除冗余结点，识别河流主流；

其中，所述有效拓扑边界识别步骤为：

S21：为河系构建有向结点-弧段-多边形拓扑，选择河系内任一冗余结点，依据拓扑关系及河流流向，识别所述任一冗余结点关联的流出河段以及流出河段所在拓扑多边形；

S22：依据河流流向，判断所述任一冗余结点与步骤S21中识别的拓扑多边形上各个结点之间是否流通；若流通，将所述拓扑多边形放入有效拓扑边界候选集；若不流通，将所述拓扑多边形视为无效拓扑多边形；

S23：判定所述最终有效拓扑多边形；

S24：将所述有效拓扑边界候选集中所述最终有效拓扑多边形的边界作为所述任一冗余结点的所述最终有效拓扑边界；

其中，S23中判定所述最终有效拓扑多边形的具体步骤为：

S231：探测S22中所述有效拓扑边界候选集中所述拓扑多边形的一阶邻近多边形，判断所述任一冗余结点至每个所述一阶邻近多边形上各个结点之间是否流通；

S232若流通，将所述一阶邻近多边形与所述拓扑多边形进行合并，同时更新所述有效拓扑边界候选集；

S233：重复步骤S231、S232，逐步向外扩展，直至不存在满足流通条件的邻近拓扑多边形；

S234：若不流通，将所述有效拓扑边界候选集中所述拓扑多边形作为最终有效拓扑多边形。

2.根据权利要求1所述的多特征约束的网状河流主流识别方法，其特征在于，所述冗余结点识别方法为，若流入结点i的河流数量为入度，流出结点i的河流数量为出度，当出度大于1，所述结点i为冗余结点；反之，所述结点i为普通结点。

3.根据权利要求1所述的多特征约束的网状河流主流识别方法，其特征在于，所述层次树由结点和连接结点的边组成，树有唯一的根结点；其余每个结点代表冗余结点所形成的有效拓扑边界，父结点包含子结点；具有同一父结点的各个兄弟结点互不包含。

4.根据权利要求1所述的多特征约束的网状河流主流识别方法，其特征在于，建立层次树时层次划分标准为，冗余结点i和冗余结点j为不同的两个结点，若冗余结点i的有效拓扑边界包含冗余结点j的有效拓扑边界，所述冗余结点j为所述冗余结点i的子结点；冗余结点i，冗余结点j，冗余结点k为不同的冗余结点，若所述结点i的有效拓扑边界包含所述冗余结点j的有效拓扑边界，所述冗余结点j的有效拓扑边界包含所述冗余结点k的有效拓扑边界，所述冗余结点i为所述冗余结点j的父结点，所述冗余结点j是所述冗余结点k的父结点；冗余结点i、冗余结点j和冗余结点k为不同的冗余结点，若所述冗余结点i的有效拓扑边界和所述冗余结点j的有效拓扑边界互不包含；所述冗余结点k的有效拓扑边界包含所述冗余结点i的有效拓扑边界；所述冗余结点k的有效拓扑边界包含所述冗余结点j的有效拓扑边界；所述冗余结点i与所述冗余结点j为兄弟结点。

5.根据权利要求1所述的多特征约束的网状河流主流识别方法，其特征在于，最优连通路径探测算法的特征包括语义、几何、方向、拓扑、层次关系；其中，语义包括河流名称、河流编码；几何包括角度、长度；拓扑包括连通性、上游流域面积、关联支流数；方向及拓扑连通性特征用于识别冗余结点关联的路径；河流名称、河流编码、角度、长度、上游流域面积、关联支流数特征用于评价不同路径的重要性；层次关系特征用于确定网状河流内冗余结点消除顺序。