【技术实现步骤摘要】
一种基于高分辨率DEM的淤地坝提取方法
[0001]本专利技术属于地形地貌
，涉及淤地坝集成式计算方法，具体涉及一种基于高分辨率DEM的淤地坝提取方法。
技术介绍
[0002]直线检测算法(LSD)因其高效性和健壮性被广泛应用于线性物体的检测，避免了绝大多数非线性噪音的影响。计算图像梯度是LSD检测局部直线轮廓的重要步骤，其中轮廓为灰度从暗到亮快速变化的区域。对梯度进行伪排序，将梯度幅度大于阈值和误差阈值的像素划分为同一矩形区域，选取矩形区域的主轴作为检测直线。
[0003]然而目前淤地坝的检测方法常基于多种数据计算最大蓄水区或者泥沙区，进而定位淤地坝。这些方法较少关注淤地坝自身形态特征，导致在复杂地区的准确率较低。然而当利用包括淤地坝形态特征在内的一系列特征也可能会产生负面影响。例如，山地中的梯田具有与淤地坝相似的农业功能和线性特征，干扰淤地坝的检测。河道网络两侧的道路也存在类似的线性特征。前人的研究多集中于用不同方法计算储蓄量来间接推断淤地坝位置，准确提取淤地坝仍未得到有效的解决。
技术实现思路
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于高分辨率DEM的淤地坝提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，数据预处理：步骤101，读取DEM数据；步骤102，平滑预处理；步骤二，提取河道网络；步骤三，基于山体阴影图进行改进LSD检测：基于山体阴影图，采用改进LSD算法分离具有不同斜率的直线，得到轮廓直线检测结果；所述的改进LSD算法为：设在准备输出直线R之前已经输出了直线L；从直线R的端点F开始，确定八个邻域中是否存在除该直线外的其他直线像素点；如果不存在，则保持像素点F；相反如果存在，则使用最小二乘法计算两条直线的斜率及其差值；如果差值在0
–5°
范围内，则认为这两条直线属于同一条直线，并保留像素点F；然后检查下一个像素点以满足该条件；如果遇到像素点I，则将其丢弃，分离出两条具有不同斜率的直线；所有直线都确定之后，只保留与河道网络相交的轮廓直线；步骤四，基于步骤二得到的河道网络，对步骤三得到的轮廓直线进行角度滤波；步骤五，根据经过步骤四角度滤波后的轮廓直线构建十字模型识别淤地坝：步骤501，合并属于同一个淤地坝的轮廓直线：合并属于同一个淤地坝的轮廓直线，合并的判断依据为若两直线倾斜角差值小于5
°
，则被合并；通过式I确定合并直线中心点U；设置平缓值SA确定垂直淤地坝横截面直线的延伸长度；式I式中：i表示第i条直线，i＝1，...，n
j
；j表示第j组淤地坝轮廓直线；n
j
表示轮廓直线的数量；C表示淤地坝轮廓直线的总组数；x
i，j
表示第i条直线的中点的x方向坐标；y
i，j
表示第i条直线的中点的y方向坐标；k
i，j
表示第i条直线的斜率；表示合并后直线中点的x方向坐标；表示合并后直线中点的y方向坐标；k
j
表示合并后直线的斜率；步骤502，构建十字模型识别淤地坝：步骤50201，中心点U作为垂直淤地坝横截面直线的起点，存储在链表的第一个节点；并通过式II计算垂直淤地坝横截面的直线斜率k；
式中：k表示垂直淤地坝横截面的直线斜率；表示淤地坝横截面的斜率；步骤50202，根据Bresenham算法沿斜率k确定下一点的坐标u1；判断u1的高程值和标准高程值ch是否相等；如果相等且平缓值SA＝0，则停止向该方向延伸并执行步骤50203；否则将u1存储在链表中，并把平缓值ch更新为u1的高程值；如果两高程相等且平缓值SA>0，则SA
‑
1；然后重复步骤50202，计算下一个点u2；步骤50203，根据垂直淤地坝横截面的反向斜率
‑
k，重复步骤50201至步骤50202；步骤50204，根据垂直于淤地坝的直线所对应的高程数据，确定高程最高点坐标M(x，y)；步骤50205，根据坝顶点M沿方向延伸到两端，延长截止条件为公式III，并分别记录向淤地坝横截面两侧延长的栅格数len
l
和len
r
，十字模型构建完成；h
o
>h
M
and
·
h
o
‑
h
M
≥
·
H
ꢀꢀ
式III；式中：h
o
表示判断是否可延长的点o的高程；h
M
表示坝顶点M的高程；H表示栅格高度差的阈值；步骤50206，根据垂直淤地坝横截面直线上的每个栅格，分别向横截面的对应方向延长len
l
技术研发人员：张宏鸣，樊世豪，吉正杰，鱼文虎，陈茹雪，董良，李宏义，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：
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