一种伪山顶点剔除方法技术

本发明专利技术公开了一种伪山顶点剔除方法，包括：(1)从DEM数据中提取出山顶点，并存入点集P中；(2)基于点集P构建不规则三角网，并基于不规则三角网中边的长度进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P′；(3)基于点集P′构建不规则三角网，获取不规则三角网各边所覆盖区域的高程值集合H′；(4)基于集合H′，采用高程差阈值进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P″，完成伪山顶点剔除；(5)将剔除后伪山顶点的点集P″，写入山顶点图层。本发明专利技术执行效率较高，剔除效果较好。

A method of vertex culling for pseudo mountain

The invention discloses a method of false mountain vertex culling, which includes: (1) extracting mountain vertex from DEM data and storing it in point set P; (2) constructing irregular triangulation based on point set P, and screening the top point based on the length of the edge of irregular triangular net, after screening, the result is stored in the point set P '; (3) based on the point set P', the irregularity is constructed. The triangulation network obtains the elevation value set H 'of the area covered by the irregular triangular network; (4) based on the set H', the height difference threshold is used to screen the peak point, and the result is stored in the point set P \, and the false mountain vertex is eliminated; (5) the point set of the false mountain vertex is eliminated and the mountain vertex layer is written. The invention has higher execution efficiency and better elimination effect.

【技术实现步骤摘要】
一种伪山顶点剔除方法
本专利技术涉及地理信息技术应用领域，具体涉及一种基于不规则三角网获取山顶点间距离信息和山顶点周边高差信息，进行伪山顶点剔除的方法。
技术介绍
山顶点是构成地形轮廓骨架,影响环境变迁、水文过程、生物分布、地貌特征等的重要地形因素之一，其空间分布特征则一直是人们用来描述这些空间变化过程的重要指标。基于山顶点在地学研究中的重要作用，目前，已经出现了多种基于DEM提取山顶点的理论和方法。如汤国安等利用水文和窗口分析相结合的方法，对山顶点进行有效提取；陈盼盼采取基于形态学方法，利用邻域分析和拓扑分析，实现了山顶点的快速提取，并分析了DEM分辨率及邻域分析窗口大小对山顶点提取的影响。山顶点在几何形态上是海拔最高的点。因此在规则格网DEM中，山顶点是局部区域S的高程极大值点，即在特定邻域分析范围内，山顶点比周围点高。然而，并不能简单以局部区域最高点这一个条件直接判断，提取的山顶点还需符合地貌学定义。前述相关方法应用中，单纯的依赖邻域分析和拓扑分析，不可避免地会产生较多的伪山顶点。从而，如何快速、有效地剔除伪山顶点，就成为当前急需解决的问题之一。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种针对DEM数据产生的伪山顶点进行剔除的方法。技术方案：本专利技术所述的伪山顶点剔除方法包括：(1)从DEM数据中提取出山顶点，并存入点集P中；(2)基于点集P构建不规则三角网，并基于不规则三角网中边的长度进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P′；(3)基于点集P′构建不规则三角网，获取不规则三角网各边所覆盖区域的高程值集合H′；(4)基于集合H′，采用高程差阈值进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P″，完成伪山顶点剔除；(5)将剔除后伪山顶点的点集P″，写入山顶点图层。进一步的，步骤(1)中提取山顶点的方法为：运用ArcMap中的邻域分析方法从DEM数据中提取。进一步的，步骤(2)具体包括：(2-1)利用山顶点集P，构建不规则三角网；(2-2)遍历不规则三角网的每条边，将长度小于边长阈值d的边加入边集合E中；(2-3)针对点集P中任一点pi，将E中与pi存在邻接关系的边存入集合Ei；(2-4)若集合Ei不为空，执行步骤(2-5)；否则，执行步骤(2-7)；(2-5)从集合Ei中得到所有边的端点，存入集合EPi；(2-6)遍历EPi，若EPi中不存在高程小于pi的点，则将pi从点集P中删除；(2-7)循环执行步骤(2-3)至(2-6)，直至完成点集P中所有点的筛选，筛选完成后的结果存入点集P′中。进一步的，步骤(3)具体包括：(3-1)基于点集P′构建不规则三角网，并将不规则三角网的边读入边集合E′中；(3-2)读取DEM数据，以E′为统计区域，基于ArcEngine执行分区统计，得到E′中每条边ei的最小高程值hi，并记入集合H中，其中，H＝{(e1,h1),...,(en,hn)}，n为E′中边的数量。进一步的，步骤(4)具体包括：(4-1)针对点集P′中任一点p′i，其高程记为height，从H中找出所有与其存在邻接关系的边所对应的元组，存入集合H′，H'＝{(e1,h1),...,(em,hm)}其中，m为与点p′i存在邻接关系的边的数量，且m<n；(4-2)遍历集合H′中每一个元组，判断是否存在元组(ek,hk)满足height-hk<h，若存在，则将点p′i从点集P′中删除；其中，h为预设阈值，k∈[1,m]；(4-3)循环执行步骤(4-1)至(4-2)，直至完成点集P′中所有点的高程筛选，筛选完成后的结果存入点集P″中。进一步的，本专利技术中的边长阈值、高程阈值等参数，可根据实际应用需求，做适当调整。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：本专利技术方法能够通过距离约束、高程约束，实现了伪山顶点的有效删除。与现有方法相比，本专利技术方法执行效率较高，剔除效果较好。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为实施例中实验数据；图3为实施例中基于DEM提取的山顶点；图4为实施例中基于山顶点生成的不规则三角网；图5为实施例中边长小于200m的不规则三角网的边；图6为实施例中边长筛选示意图；图7为实施例中基于边长筛选后的山顶点；图8为实施例中基于高程筛选后的山顶点。具体实施方式如图1所示，本实施例提供的伪山顶点剔除方法包括以下步骤：(1)从DEM数据中提取出山顶点，并存入点集P中。本实例选取的是1：50000的庐山DEM数据(图2)，数据格式为EsriGrid格式。提取方法为采用ArcMap中的邻域分析方法，统计窗口大小ρ＝100。首先，开辟100*100大小的正方形窗口进行窗口分析以提取最大值，得到最大值栅格文件；其次，将原始DEM与最大值栅格文件相减，提取出所有0值栅格并转为矢量面；最后，提取矢量面的中心点得到候选山顶点。提取的山顶点如图3所示。(2)基于点集P构建不规则三角网，并基于不规则三角网中边的长度进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P′。具体包括：(2-1)利用山顶点集P，构建不规则三角网；(2-2)遍历不规则三角网的每条边，将长度小于边长阈值d的边加入边集合E中；本实施例中，边长阈值d＝200，构建的TIN如图4所示，边集合E如图5所示；(2-3)针对点集P中任一点pi，将E中与pi存在邻接关系的边存入集合Ei；例如，本实施例中，与p1点邻接的边、端点如图6所示；(2-4)若集合Ei不为空，执行步骤(2-5)；否则，执行步骤(2-7)；(2-5)从集合Ei中得到所有边的端点，存入集合EPi；(2-6)遍历EPi，若EPi中不存在高程小于pi的点，则将pi从点集P中删除；例如，本实施例中，p1点高程值为1281，存在高程小于1281的点，故p1点要保留；(2-7)循环执行步骤(2-3)至(2-6)，直至完成点集P中所有点的筛选，筛选完成后的结果存入点集P′中。本实施例中，基于边长筛选后的山顶点如图7所示。(3)基于点集P′构建不规则三角网，获取不规则三角网各边所覆盖区域的高程值集合H′；具体包括：(3-1)基于点集P′构建不规则三角网，并将不规则三角网的边读入边集合E′中；(3-2)读取DEM数据，以E′为统计区域，基于ArcEngine执行分区统计，得到E′中每条边ei的最小高程值hi，并记入集合H中，其中，H＝{(e1,h1),...,(en,hn)}，n为E′中边的数量。本实施例中，分区统计结果H如表1所示。表1(4)基于集合H′，采用高程差阈值进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P″，完成伪山顶点剔除；具体包括：(4-1)针对点集P′中任一点p′i，其高程记为height，从H中找出所有与其存在邻接关系的边所对应的元组，存入集合H′，H'＝{(e1,h1),...,(em,hm)}其中，m为与点p′i存在邻接关系的边的数量，且m<n；(4-2)遍历集合H′中每一个元组，判断是否存在元组(ek,hk)满足height-hk<h，若存在，则将点p′i从点集P′中删除；其中，h为预设阈值，本实施例中设置为50，k∈[1,m]；(4-3)循环执行步骤(4-1)至(4-2)，直至完成点集P′中所有点的高程筛选，筛选完成后的结果存入点集P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伪山顶点剔除方法，其特征在于该方法包括：(1)从DEM数据中提取出山顶点，并存入点集P中；(2)基于点集P构建不规则三角网，并基于不规则三角网中边的长度进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P′；(3)基于点集P′构建不规则三角网，获取不规则三角网各边所覆盖区域的高程值集合H′；(4)基于集合H′，采用高程差阈值进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P″，完成伪山顶点剔除；(5)将剔除后伪山顶点的点集P″，写入山顶点图层。

【技术特征摘要】
1.一种伪山顶点剔除方法，其特征在于该方法包括：(1)从DEM数据中提取出山顶点，并存入点集P中；(2)基于点集P构建不规则三角网，并基于不规则三角网中边的长度进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P′；(3)基于点集P′构建不规则三角网，获取不规则三角网各边所覆盖区域的高程值集合H′；(4)基于集合H′，采用高程差阈值进行山顶点筛选，筛选后结果存入点集P″，完成伪山顶点剔除；(5)将剔除后伪山顶点的点集P″，写入山顶点图层。2.根据权利要求1所述的伪山顶点剔除方法，其特征在于：步骤(1)中提取山顶点的方法为：运用ArcMap中的邻域分析方法从DEM数据中提取。3.根据权利要求1所述的伪山顶点剔除方法，其特征在于：步骤(2)具体包括：(2-1)利用山顶点集P，构建不规则三角网；(2-2)遍历不规则三角网的每条边，将长度小于边长阈值d的边加入边集合E中；(2-3)针对点集P中任一点pi，将E中与pi存在邻接关系的边存入集合Ei；(2-4)若集合Ei不为空，执行步骤(2-5)；否则，执行步骤(2-7)；(2-5)从集合Ei中得到所有边的端点，存入集合EPi；(2-6)遍历EPi，若EPi中不存在高程小于pi的点，则将pi从点集P中删除；(2-7)循环执...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安波，王中元，曹州，李梦圆，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32