[发明专利]一种基于形态特征的倒钩河自动化识别方法

说明书

本发明公开了一种基于形态特征的倒钩河自动化识别方法，具体包括步骤：基于研究区矢量水系图，结合研究区域的DEM数据，计算河流流向信息；提取组成河流交汇角的两直线河段；根据直线起点和终点坐标计算两方向向量；计算河流交汇角；记录河流交汇角为钝角的支流河流；生成倒钩河图层。本发明能在已有的矢量水系网图上，通过计算流向、提取直线边、计算河流交汇角等环节，快速实现了倒钩河的计算机自动化提取，不但识别的效率有了明显提高，提取的效果也得到了大幅提升，而且有效的避免了人工操作时因为粗心而导致的误判和漏判。

技术领域

本发明涉及地理信息技术和水文学领域，具体涉及一种基于形态特征的倒钩河自动化识别方法。

背景技术

河流是作用于地球表层的最广泛和活跃的外营力，是陆地水循环的主要路径。水系是不同等级的河流在流域内构成的河道系统。除了受自然环境的控制，水系形态特征的形成还受到地质构造的影响，从而在平面图形上会呈现出特有的具有展部排列规律的排列。前人已有大量研究表明水系样式、河流阶地、河谷形态等都会对褶皱和断裂等构造活动做出积极响应。通过对水系密度和形态特征等水系特性的分析，能够间接的实现对地质构造和地壳运动的解析。

倒钩状水系的特征是支流呈反向流动，即以钝角汇入主流中。倒钩状水系中支流称之为倒钩河，多由于新构造运动而迫使河流改道形成。因此快速实现对倒钩河的自动化识别对于研究构造运动具有十分重要的意义。

现阶段基于形态特征对特定河流的识别大多都是由解译人员人工完成的，解译人员在关于水系的专题地图上，借助自身的专业知识和判读经验，对水系的形态特征做出区分判断，进而识别出特定河流。但是这种人工的识别方式，不但识别效率低，提取效果差，而且在实际的人工操作时容易因为粗心而导致误判和漏判。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中因为人工识别存在的不足，提供一种基于形态特征的倒钩河自动化识别方法，借助计算机通过识别水系的形态特征来自动化识别特定河流，从倒钩河的形态特征出发，通过计算河流流向、计算河流交汇角等环节，形成一种高效的倒钩河自动化识别方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于形态特征的倒钩河自动化识别方法，包括如下步骤：

1)基于研究区的水系矢量线图层和研究区的DEM数据，计算每条河流的流向，并将流向信息存储到属性FLowID；

2)根据得到的属性FLowID计算一河流交汇处的河流交汇角θ；

3)根据公式(1)识别出倒钩河：

其中θ为当前支流汇入主流处的河流交汇角；

4)循环执行步骤2到步骤3，直至识别出所有的倒钩河；

5)生成倒钩河图层。

进一步地，所述步骤1的具体方法步骤为：

1-1)读取矢量线图层River中的河流线数据到集合R＝{r_i|i＝0,1,2......nr-1}，其中nr为River中元素的个数，所述河流线数据River包含记录出口端点所在另一条河流ID的属性FLowID；

1-2)基于集合R创建存储所有河流端点的矢量点图层Point，所述矢量点图层Point包含记录高程的属性Height；

1-3)基于研究区域的DEM数据给矢量点图层Point进行高程属性Height赋值；

1-4)读取Point中的数据到集合P＝{p_i|i＝0,1,2......np-1}，其中np为Point中元素的个数；

1-5)基于集合P，获取河流要素r_i的两端点p_m和p_n；