一种基于DEM的陡峭河岸识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于DEM的陡峭河岸识别方法及系统，其中，方法包括：获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据，设定缓冲半径，对河流范围数据进行缓冲区分析，获取河流两岸缓冲区范围，并根据河流两岸缓冲区范围生成第一图层，以第一图层为裁切掩膜，对原始DEM数据进行裁切，获取目标DEM数据；通过陡峭河岸识别算法识别目标DEM数据的陡峭特征值，并生成第二图层，采用自然断裂法对陡峭特征值进行断裂分级，提取出符合条件的陡峭特征值数据，生成第三图层，并转换为矢量格式，得到第四图层，结合遥感影像数据，获取陡峭河岸识别结果图。本发明专利技术能够对陡峭河岸的精准识别，为后续规划和区域发展提供数据支撑。域发展提供数据支撑。域发展提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DEM的陡峭河岸识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及地理信息
，尤其涉及一种基于DEM的陡峭河岸识别方法及系统。

技术介绍

[0002]河流是人类生产、生活重要的水资源，河流的水资源可以供人类饮用、满足工业生产的需要等需求。因此，很多城镇、农村集聚区都位于河流的附近。然而，对于部分河网密集山地区域，虽然拥有丰富的河流水资源，却由于河岸过于陡峭，导致河流水资源利用困难，且改造工程量巨大。因此，就需要对区域内的河岸陡峭程度进行提前识别，以便于进行后续空间规划和水资源利用。
[0003]目前针对河岸陡峭程度识别的问题，并没有发现相关的解决方法。因此，亟需一种能够对陡峭河岸进行识别，为后续空间规划提供数据支撑的方法。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于DEM的陡峭河岸识别方法及系统。
[0005]一种基于DEM的陡峭河岸识别方法，包括以下步骤：获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据；设定缓冲半径，对所述河流范围数据进行缓冲区分析计算，获取河流两岸缓冲区范围，并根据所述河流两岸缓冲区范围生成第一图层；将所述第一图层设定为裁切掩膜，对所述原始DEM数据进行裁切分析，获取所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据；采用陡峭河岸识别算法，计算所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据的陡峭特征值，生成第二图层；采用自然断裂法对所述第二图层中的陡峭特征值进行断裂分级，提取出符合条件的陡峭特征值数据，生成第三图层；将所述第三图层转换为矢量格式，获取第四图层，结合所述遥感影像数据与第四图层，获取陡峭河岸识别结果图。
[0006]在其中一个实施例中，所述陡峭河岸识别算法具体包括：设定分析窗口，根据所述分析窗口内DEM像元的海拔值，采用下式计算河岸的陡峭程度：
[0007][0008]式中，DQA表示陡峭特征值，在DQA值越大时河岸越陡峭，DQA值越小时，河岸越平缓；PJHB表示分析窗口内DEM像元平均海拔，PJGC表示分析窗口内平均高差，HB
i
表示第i个DEM像元海拔值，HB
d
表示分析窗口内DEM像元海拔最低值，GC
z
表示表示分析窗口内DEM像元最大海拔差值。
[0009]在其中一个实施例中，所述分析窗口设定为1km
×
1km。
[0010]在其中一个实施例中，所述结合所述遥感影像数据与第四图层，获取陡峭河岸识别结果图，具体包括：调整图层空间至预设大小，将所述遥感影像数据作为所述第四图层的图层背景，并配备比例尺、指北针和图例；采用导出地图工具，设定图像分辨率，输出陡峭河
岸识别结果图。
[0011]一种基于DEM的陡峭河岸识别系统，包括：数据获取模块，用于获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据；缓冲区计算模块，用于设定缓冲半径，对所述河流范围数据进行缓冲区分析计算，获取河流两岸缓冲区范围，并根据所述河流两岸缓冲区范围生成第一图层；裁切分析模块，用于将所述第一图层设定为裁切掩膜，对所述原始DEM数据进行裁切分析，获取所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据；陡峭河岸识别模块，用于采用陡峭河岸识别算法，计算所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据的陡峭特征值，生成第二图层；断裂分级模块，用于采用自然断裂法对所述第二图层中的陡峭特征值进行断裂分级，提取出符合条件的陡峭特征值数据，生成第三图层；识别结果获取模块，用于将所述第三图层转换为矢量格式，获取第四图层，结合所述遥感影像数据与第四图层，获取陡峭河岸识别结果图。
[0012]相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：通过获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据，设定缓冲半径，对河流范围数据进行缓冲区分析计算，获取河流两岸缓冲区范围，并根据河流两岸缓冲区范围生成第一图层，以第一图层为裁切掩膜，对原始DEM数据进行裁切分析，获取河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据；通过陡峭河岸识别算法识别目标DEM数据的陡峭特征值，并基于携带有陡峭特征值的DEM数据生成第二图层，采用自然断裂法对陡峭特征值进行断裂分级，提取出符合条件的陡峭特征值数据，生成第三图层，并转换为矢量格式，得到第四图层，结合遥感影像数据，获取陡峭河岸识别结果图，从而实现对陡峭河岸的精准识别，为后续规划和区域发展提供数据支撑。本专利技术还能够适用于大范围陡峭河岸的快速识别，操作简便，便于进行批量化操作。
附图说明
[0013]图1为一个实施例中一种基于DEM的陡峭河岸识别方法的流程示意图；
[0014]图2为一个实施例中陡峭河岸识别结果图的效果示意图；
[0015]图3为一个实施例中一种基于DEM的陡峭河岸识别系统的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于DEM的陡峭河岸识别方法，包括以下步骤：
[0018]步骤S101，获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据。
[0019]具体地，数据河流数据为矢量格式，可以根据国土调查成果进行获取；原始DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)数据为栅格格式，和遥感影像数据均来源于测绘地理数据信息库。在本实施例中，数据空间参考信息统一为2000国家大地坐标系和1985国家高程基准。
[0020]步骤S102，设定缓冲半径，对河流范围数据进行缓冲区分析计算，获取河流两岸缓冲区范围，并根据河流两岸缓冲区范围生成第一图层。
[0021]具体地，缓冲区是缓冲半径绕图层要素周围绘制出的环形区域，在本实施例中图层要素为河岸。在进行缓冲区分析时，可以采用Arcgis中的Buffer analysis工具，对河流范围数据进行缓冲区分析，例如设定缓冲半径为2km，确定河流范围数据中的缓冲区范围，并基于框定的缓冲区范围，生成第一图层。在设置时可以采用该工具同时设置多个缓冲区，也能够添加多个缓冲距离。
[0022]此外，也可以通过缓冲向导对河流范围数据进行缓冲区进行分析计算，设定缓冲半径方式包括：指定距离，例如手动输入缓冲半径；基于来自属性的距离，例如使用要素中某个字段的值作为缓冲区距离；或作为多缓冲区圆环，创建多缓冲区。
[0023]在设定缓冲区时，还可以通过字段、缓冲区单位、末端类型和融合类型等方式，建立缓冲区。其中，字段是采用某一字段作为缓冲区距离；缓冲区单位是根据地图要素进行选择；侧类型是将进行缓冲的输入要素的侧；末端类型是线输入要素末端的缓冲区形状；融合类型是指定要执行哪种融合操作以移除缓冲区重叠。
[0024]步骤S103，将第一图层设定为裁切掩膜，对原始DEM数据进行裁切分析，获取河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据。
[0025]具体地，在获取到设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DEM的陡峭河岸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：获取河流范围数据、原始DEM数据和遥感影像数据；设定缓冲半径，对所述河流范围数据进行缓冲区分析计算，获取河流两岸缓冲区范围，并根据所述河流两岸缓冲区范围生成第一图层；将所述第一图层设定为裁切掩膜，对所述原始DEM数据进行裁切分析，获取所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据；采用陡峭河岸识别算法，计算所述河流两岸缓冲区范围的目标DEM数据的陡峭特征值，生成第二图层；采用自然断裂法对所述第二图层中的陡峭特征值进行断裂分级，提取出符合条件的陡峭特征值数据，生成第三图层；将所述第三图层转换为矢量格式，获取第四图层，结合所述遥感影像数据与第四图层，获取陡峭河岸识别结果图。2.根据权利要求1所述的一种基于DEM的陡峭河岸识别方法，其特征在于，所述陡峭河岸识别算法具体包括：设定分析窗口，根据所述分析窗口内DEM像元的海拔值，采用下式计算河岸的陡峭程度：式中，DQA表示陡峭特征值，在DQA值越大时河岸越陡峭，DQA值越小时，河岸越平缓；PJHB表示分析窗口内DEM像元平均海拔，PJGC表示分析窗口内平均高差，HB
i
表示第i个DEM像元海拔值，HB
d
表示分析窗口内DEM像元海拔最低值，GC
z
表示表示分析窗口内DEM像元最大海拔差值。3.根据权利要求1所述的一种基于DEM的陡峭河岸识别方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶胜，何宗，袁超，高翔，陈甲全，王岚，贾亚辉，韩维喆，陈阳，董文杰，刘康甯，王俊，范文武，聂逍瞳，艾道骅，
申请(专利权)人：重庆市地理信息和遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：