[发明专利]一种河网拓扑信息提取方法及系统

权利要求书

1.一种河网拓扑信息提取方法，其特征在于，包括：

提取遥感图像中的水体，得到水体图像；所述水体图像由多个水体像素点和非水体像素点组成；

采用形态学细化算法提取所述水体图像中的河流骨架，得到河流骨架图像；所述河流骨架图像由多个骨架像素点组成；

确定当前迭代次数m下，当前河流骨架图像中的端点和分支点；所述端点的周围八像素邻域内仅有一个像素点为骨架像素点；所述分支点的周围八像素邻域内有大于两个的像素点为骨架像素点；

分别以各所述端点为起点，采用路径搜索算法沿骨架路径搜索每个所述端点的邻近节点，得到所述端点对应的搜索路径和搜索路径长度；所述邻近节点为从所述端点出发，沿骨架像素点搜索遇到的第一个节点；所述节点为分支点或端点；所述搜索路径是由在搜索过程中所述端点到所述邻近节点之间经过的所有骨架像素点组成的；所述搜索路径长度为所述搜索路径上所有相邻骨架像素点之间的距离之和；

计算所述邻近节点的离岸最近欧氏距离；所述离岸最近欧氏距离为所述邻近节点与非水体像素点的最短欧氏距离；

判断当前迭代次数m下，当前河流骨架图像中是否存在满足剪枝条件的搜索路径；

若是，则删除当前河流骨架图像中满足剪枝条件的搜索路径，得到路径删除后的河流骨架图像，并令当前迭代次数m加1，再将所述路径删除后的河流骨架图像作为当前河流骨架图像，返回所述确定当前迭代次数m下，当前河流骨架图像中的端点和分支点；所述剪枝条件是由所述端点对应的搜索路径长度、所述离岸最近欧氏距离、预设比例系数阈值和预设绝对长度阈值确定的；所述预设比例系数阈值为所述搜索路径长度与所述离岸最近欧氏距离的设定比值；所述预设绝对长度阈值为所述搜索路径的设定绝对长度值；

若否，则将上次迭代次数m-1下得到的路径删除后的河流骨架图像确定为剪枝后的河流骨架图像；

确定所述剪枝后的河流骨架图像的连通性矩阵；所述连通性矩阵的总行数和总列数均等于所述剪枝后的河流骨架图像中端点和分支点个数之和；所述连通性矩阵表示提取的河网拓扑信息；

所述剪枝条件包括第一剪枝约束条件和第二剪枝约束条件；

所述第一剪枝约束条件为D_R(h,j)＜r·D_B(j)；其中，D_R(h,j)表示端点h对应的搜索路径长度，j表示端点h的邻近节点；r表示预设比例系数阈值；D_B(j)表示邻近节点j的离岸最近欧氏距离；

所述第二剪枝约束条件为D_R(h,j)＜d；其中，d表示预设绝对长度阈值。

2.根据权利要求1所述的一种河网拓扑信息提取方法，其特征在于，所述采用形态学细化算法提取所述水体图像中的河流骨架，得到河流骨架图像，具体包括：

在当前迭代次数n下，采用形态学细化算法判断当前水体图像中是否存在满足第一约束条件或第二约束条件的水体像素点；所述第一约束条件和所述第二约束条件均是由水体像素点周围八像素邻域内的像素值确定的；

若是，则删除满足第一约束条件或第二约束条件的水体像素点，更新所述水体图像，令当前迭代次数n加1，并将更新后的水体图像作为当前水体图像，返回所述在当前迭代次数n下，采用形态学细化算法判断当前水体图像中是否存在满足第一约束条件或第二约束条件的水体像素点；

若否，则将上一次迭代次数n-1下更新后的水体图像作为河流骨架图像。