[发明专利]一种潮沟系统地形识别处理方法

说明书

本发明公开了一种潮沟系统地形识别处理方法，包括以下步骤：S1：将潮滩三维地形数据转化成地形数据矩阵的形式；S2：判断主要潮沟系统；S3：判断次级潮沟；S4：计算潮沟深度矩阵；S5：确定潮沟中轴线；S6：统计潮沟断面尺寸特征。本发明适用于地形起伏较大的潮滩情况，能够准确地识别潮沟轮廓，并保留潮沟系统原有形态；首先识别规模较大的主要潮沟，并在此基础上逐步扩大判别范围，填充整个潮沟系统，保证了规模较小的次级潮沟的识别精度，同时避免了潮滩坑洼对识别结果的影响；本发明同时适用于河网地形的分析和提取。

技术领域

本发明涉及地形数据处理方法，特别是涉及一种潮沟系统地形识别处理方法。

背景技术

潮滩在中国沿海分布广泛，以江苏沿海的粉砂淤泥质潮滩为例，其潮间带宽度达6-8公里，坡度极缓，仅约为0.1％，滩面沉积物以粉砂、淤泥为主。潮滩上多发育有潮沟系统，潮沟具有变化速度快、摆动幅度大等特点。随着沿海围垦、港口等海岸工程的建设，潮沟系统对于海岸工程建筑物安全的影响引起了越来越广泛的关注，同时，潮滩-潮沟系统是鸟类和海洋生物的重要栖息地，潮滩-潮沟的地貌演变对生态环境保护也尤为重要。因此国内外众多学者对于潮滩-潮沟系统地貌演变开展了大量的研究工作，其方法主要包括现场观测、卫星遥感图像分析、数值模拟等。无论采取怎样的研究方法，均需要提取潮沟，并获取潮沟的形态特征。

为获取潮沟平面和断面形态特征，首先需要分析潮滩地形，识别潮沟系统。由于海岸带地区水位变动频繁，传统识别河网形态的方法无法适用于潮滩-潮沟系统。目前判断潮沟边界的方式大致可分为两种：第一种以平均潮位时潮沟内的水边线作为潮沟边界，此时的水面宽度作为潮沟宽度，水面以下的水流断面作为潮沟断面，该方法多用于潟湖口门处断面的定义；第二种通过潮滩表面高程突降点作为潮沟边界，即以“临界高程值-潮沟平面面积”关系曲线上拐点处的临界高程值作为潮滩-潮沟边界判别标准，该方法多用于范围小且地形平缓的盐沼区域中窄深型潮沟边界的判别。然而上述两种方法不适用于分布范围广阔、且高程变化较大的开敞式海岸(如我国江苏沿海)。因此仍需要一种适用于不同地形地貌情况的潮沟系统识别方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的潮沟系统地形识别处理方法。

技术方案：本发明所述的潮沟系统地形识别处理方法，包括以下步骤：

S1：随机选取几处潮沟断面，统计潮沟断面尺寸信息，然后根据统计得到的潮沟断面尺寸信息确定潮沟最小深度、主要潮沟的最小深度、高程比较范围以及高程计算精度，并将潮滩三维地形数据转化成地形数据矩阵的形式；

S2：判断主要潮沟系统：对地形数据矩阵中的各点逐点进行分析，通过对比各点高程与其周围高程平均值的相对关系判断该点是否为主要潮沟内的点，并通过迭代计算潮滩表面高程矩阵以及潮沟平面轮廓矩阵；

S3：判断次级潮沟，具体包括以下步骤：

S31：将步骤S2所得到的潮沟平面轮廓向外扩张一个单位的网格点，作为新一轮高程分析区域的范围；

S32：对扩张后的高程分析区域内的各点高程进行分析：通过对比各点高程与其周围高程平均值的相对关系判断该点是否为潮沟内的点，并通过迭代计算潮滩表面高程矩阵以及潮沟平面轮廓矩阵；

S33：重复步骤S31及步骤S32，直到重复前后的潮沟系统平面面积不再改变则停止迭代，得到最终的潮沟平面轮廓矩阵以及潮滩表面高程矩阵；

S4：计算潮沟深度矩阵：将最终计算得到的潮滩表面高程矩阵与步骤S1中的地形数据矩阵相减，得到潮沟深度矩阵，潮沟深度矩阵中每一点处的数据表示的是该点处的潮沟深度，若某点处的潮沟深度为零，表示该点位于潮沟之外；

S5：确定潮沟中轴线，具体包括以下步骤：