空間分析 DEM提取山脊線與山谷線

2021-08-28 19:34:07 字數 1783 閱讀 3236

【山脊線、山谷線】

構成了地形起伏變化的分界線(骨架線):如同葉子一般,知道了骨架,就知道了高低分布

兩個山脊線夾著乙個山谷線,兩個山谷線夾著乙個山脊線,交錯分布

【邊緣提取】

首先提取地形的特徵點(山脊點、山谷點、鞍部點等)

將特徵點連成地形特徵線(山脊線、山谷線)

【步驟】

設計乙個2×2視窗以對dem格網陣列進行掃瞄;

第一次掃瞄中,將視窗中的具有最低高程值的點進行標記,自始至終未被標記的點即為山脊線上的點;

第二次掃瞄中,將視窗中的具有最高高程值的點進行標記,自始至終未被標記的點即為山谷線上的點

【缺陷】

取特徵點時必須排除dem中雜訊的影響;

特徵點連線成線時的演算法設計較為困難。

【基於地形表面幾何形態分析原理】的典型演算法就是斷面極值法

【基本思想】地形斷面曲線上高程的極大值點就是分水點,而高程的極小值點就是匯水點

【過程】

找出dem的縱向與橫向的兩個斷面上的極大、極小值點,作為地形特徵線上的備選點;

根據一定的條件或準則將這些備選點劃歸各自所屬的地形特徵線

【主要缺陷】

由於這種方法對地形特徵線上的點的判定與其所屬的地形特徵線的判定是分開進行的,在確定地形特徵線時,全區域採用乙個相同的曲率閾值作為判定地形特徵線上點的條件。因此它忽略了每條地形特徵線必然存在的曲率變化現象。

由於該方法只選擇縱、橫兩個斷面來去確定高程變化的極值點,因此它所確定的地形特徵線具有一定的近似性,與實際的地形特徵線有一定的差異,有時候還會出現遺漏

【基本思想是】

按照流水從高至低的自然規律,順序計算每一柵格點上的匯水量,然後按匯水量單調增加的順序,由高到低找出區域中的每一條匯水線。

根據得到的匯水線,通過計算找出各自匯水區域的邊界線,就得到了分水線

【評價】演算法採用了dem的整體追蹤分析的思路與方法,分析結果具有系統性好,還便於進行相應的徑流成因分析

【缺陷】該方法也存在以下兩個明顯的缺陷

由於該演算法所計算的匯水量與高程有關,計算的結果必然是高程值大的地形特徵線上的點的匯水量小,高程值小的地形特徵線上的點的匯水量大。

由於該演算法降格匯水區域的公共邊界視為分水線,因此它所確定的分水線均為閉合曲線,這與實際的地形特徵線(山脊線)不符

【基本思路】

首先採取較稀疏的dem格網資料,按流水物理模擬演算法去提取區域內概略的地形特徵線;

然後用其引導,在其周圍鄰近區域對地形進行幾何分析,來精確的確定區域的地形特徵線

【基本步驟】

概略dem的建立

地形流水物理模擬

概略地形特徵線提取

地形幾何分析

地形特徵線精確確定

這一演算法的關鍵在於:求出已提取的概略的地形特徵線與dem格網線的交點,在該交點附近的乙個小區域內,對dem資料進行幾何分析,即找出該區域內與概略的地形特徵線正交方向地形斷面上高程變化的極值點,該點即為地形特徵線的精確位置

【sos】dem–>求slope–>求slope,得到sos

sos所得到的高值就是在縱剖面上出現明顯轉折變化的地形結構線

【soa】dem–>求坡向–>求坡度

soa中所有的山脊線和山谷線都能體現出來

【缺點】這種方法提取出來的,不能夠區分哪個是山脊、哪個是山谷

【解決】還需要進行正負地形分割,看是高的,還是低的

【基本思路】

利用dem資料提取地面的平面曲率,可同時提取得到山脊線和山谷線

根據已有的正負地形特徵,負地形中的為山谷線,正地形中的為山脊線

【評價】該種方法提取的山脊、山谷的寬度可由選取平面曲率的大小來調節,方法簡便效果好。

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