[发明专利]一种度量地貌破碎程度的栅格化曲面的构建方法及系统

权利要求书

1.一种度量地貌破碎程度的栅格化曲面的构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、计算机获取地貌模型D；

二、对所述地貌模型D进行预处理，得到预处理后数据D’；

三、对所述预处理后数据D’进行窗口标准差统计，得到整个地理区域中不同地貌单元内的、在水平方向上的地貌高程差异程度的栅格化曲面数据，记为Std；

四、对所述预处理后数据进行地貌高差提取，得到整个地理区域中不同地貌单元内的、在垂直方向上表征的地貌隆起与水平切割深度的栅格化曲面数据，记为Terr；

地貌高差提取的方法为：

a、将所述预处理后的数据D’，进行分水岭提取，得到覆盖整个地理区域各分水岭地貌单元多边形F_v_i，其中i为各分水岭地貌单元的标识号，i＝1……m，m为所述各分水岭地貌单元的总个数；

b、确定各所述多边形F_v_i的最大内接椭圆Y_i和各所述最大内接椭圆的圆心坐标k_i、l_i；

c、根据各所述圆心坐标，使用公式u_i(k_i,l_i)＝(h₁+h₂+...+h_j)/m，确定各所述多边形内的地貌模型栅格点的高程算术平均值，其中u_i(k_i,l_i)为圆心位置的数字高程的算术平均值求算，h_j为每个栅格点的数字高程值，m为多边形内全部栅格点的数量；

d、根据各所述圆心坐标和所述算术平均值采用克里金插值法，得到地貌趋势面W；

e、根据所述地貌模型D’和所述地貌趋势面W，将所述地貌模型D’减去所述地貌趋势面W，得到地貌相对高度度量Terr_o；

f、将所述地貌相对高度度量Terr_o使用离差标准化法进行归一化处理，得到度量地貌隆起与水平切割深度的栅格化曲面数据Terr；

五、对所述预处理后数据进行沟壑密度提取，得到整个地理区域中不同地貌单元内表征地形切割密度的栅格化曲面数据，记为M；

沟壑密度提取的方法为：

1)、调入所述预处理后的数据D’，将每个单元海拔值与周边8个单元比较，确定当前单元水流的最大下降方向；

2)、累加下降到该点的水文汇流量，储存为F_accum；

3)、人机交互确定阈值a，F_accum与a进行大小比较，大于a的单元判断为沟谷地貌，单元值记为1，否则记为Nodata，储存为E，对E矢量化得到整个地理区域上沟谷线数据E_v；

4)、根据各所述分水岭地貌单元多边形F_v_i与沟谷线数据E_v，进行空间标识，得到表征各分水岭内河流分布的沟谷线数据E_v_i,j，其中j为整个地理区域上第i个分水岭地貌单元多边形F_v_i内各沟谷线的标识号，j＝1……n，n为所述各分水岭地貌单元内沟谷线的总条数；

5)、根据所述F_v_i及E_v_i,j数据，进行空间叠加分析和几何特征运算，得到各分水岭地貌单元内沟谷线的总长度L_i与所对应的分水岭面积S_i；

6)、将所述各分水岭地貌单元内沟谷线的总长度L_i除以所述所对应的分水岭面积S_i，得到沟壑密度值M_i，公式为M_i＝L_i/S_i；

7)、根据所述整个地理区域上各分水岭地貌单元多边形F_v_i和所述沟壑密度值M_i，进行矢量转栅格处理，得到整个地理区域中表征地形切割密度的栅格化曲面数据M；

六、使用公式A＝Std×Terr×M，得到度量地貌破碎程度的栅格化地形曲面，记为A。

2.根据权利要求1所述的一种度量地貌破碎程度的栅格化曲面的构建方法，其特征在于：步骤一中，所述地貌模型D采用计算机表达的数字高程模型DEM或者数字地形模型DTM。