[发明专利]一种冰川中流线的自动提取方法

说明书

本方法涉及一种冰川中流线的自动提取方法，该方法包括：基于轮廓边界线判断目标冰川的目标区域内是否存在内轮廓边界线，并对目标冰川进行处理以获取加密边界线数据；基于加密边界线数据和目标冰川的数字高程模型以得到目标冰川的中流线的起点和终点，并以目标冰川的轮廓边界线为依据绘制泰森多边形，对所有泰森多边形的顶点进行筛选以获得目标顶点，将所有目标顶点连接成多个互相独立的预处理线段，通过第二预定算法将多个预处理线段筛选获得目标线段。该方法不但可以快速的提取主冰川的中流线，还能准确对主冰川周围支冰川的中流线进行提取，并且在提取过程中不需要人工的参与，完全实现了自动化提取。

技术领域

本发明涉及航空航天领域，特别涉及一种冰川中流线的自动提取方法。

背景技术

冰川是冰冻圈的重要组成成分，被誉为气候变化的“指示器”和“预警器”。而冰川的中流线是冰川几何形态的关键参数之一，是评估冰川稳定性、分析冰流速度场、估算冰川体积变化和冰川物质平衡等的一个重要形态参数。对冰川中流线的准确提取及有效掌握冰川动态变化情况等都具有至关重要的意义。然而，常规的提取方法多以冰川表面物质流动特征来提取冰川中流线，但该方法常受到冰川周围温度、降水等因素的影响而不能实现大范围，区域尺度的中流线提取，并且这种方法提取的中流线无法有效的表征冰川主流线。因此，研究建立可自动、大区域尺度提取冰川中流线的自动提取算法显得尤为重要。

当前，针对冰川中流线的自动提取方法，国内外学者也开展了一些研究。如，杨佰义等人综合利用冰川中心线法和冰川主流线法进行提取，此方法的提取结果对于面积较小的冰川较为准确，但对于面积较大冰川的积累区(冰川平衡线以上物质平衡为正的部分。)中流线的提取极其不准确，并且无法针对大区域尺度的冰川中流线进行自动化提取。Kienholz等人将成本距离分析的方法引入到冰川中流线提取过程中，利用欧式距离和冰川区的高程值对中流线进行约束从而提高提取结果的准确性，但该算法提取过程复杂、需要较多的参数进行辅助提取并且提取速度较慢。 Machguth等人则是利用冰川区的坡度提出了一种冰川中流线提取办法，但该方法对冰川区的(数字高程模型)DEM质量要求较高，且提取过程中需要较多的人为校正，才能达到较好的提取效果，无法真正做到大区域自动化提取。

当前，大多数的研究是基于冰川中轴线的中流线提取方法，该方法的核心内容是结合冰川区DEM(数字高程模型)，在已有的冰川边界轮廓内提取冰川的中流线，并最终完成冰川中流线的提取，具体过程如下：

(1)利用冰川区的DEM(数字高程模型)数据获取冰川边界的最高点与最低点，并连接成轴线。计算边界点高程值并获取最高点与最低点，分别作为冰川中流线的起点和终点，连接两点形成冰川轴线。

(2)生成垂直线：按照既定的间隔生成垂直于冰川轴线的平行线。

(3)裁剪平行线：利用冰川边界线对平行线进行裁剪，保留冰川边界内部的平行线。

(4)求取平行线段中点并计算高程值。

(5)连接中点。根据海拔高度值从最高点出发向其临近点连接，直至海拔最低点，得到整条冰川中线。

发明内容

本方法的目的是解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本方法提供了一种冰川中流线的自动提取方法，该方法包括：获取目标冰川的轮廓边界线；基于所述轮廓边界线判断所述目标冰川的目标区域内是否存在内轮廓边界线，并对所述目标冰川进行处理以获取加密边界线数据；基于所述加密边界线数据和所述目标冰川的数字高程模型以得到所述目标冰川的中流线的起点和终点，并以所述目标冰川的所述轮廓边界线为依据绘制泰森多边形，对所有所述泰森多边形的顶点依据所述轮廓边界线进行筛选以获得位于所述目标冰川范围内的目标顶点；将所有所述目标冰川中流线的所述起点范围内的所述顶点利用第一预定算法进行筛选，以删除多余目标顶点；将所有所述目标顶点连接成多个互相独立的预处理线段，通过第二预定算法将多个所述预处理线段筛选获得目标路径。