【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流域划分，具体来说，涉及一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法。
技术介绍
1、流域是指由分水岭所包围的河流集水区，是从源头到河口、自成体系的水文单元。每条河流都有自己的流域，一个大流域可以按照水系等级分成数个子流域，而子流域又可以分成更小的子流域，形成嵌套流域。全球或大陆尺度的嵌套流域数据集是进行地理国情普查与流域管理的重要基础数据。
2、在进行全球或大陆尺度嵌套流域划分时，由于涉及的流域数量众多，而嵌套划分时流域编码数量有限，因此需要对流域的概念进行扩展，将单条河流的集水区、岛屿及其集合都作为流域进行编码。沿海流域一般可分为大陆部分和岛屿部分，在对沿海流域进一步细分时，多个岛屿可组成岛屿集合作为一个整体进行编码。目前对岛屿流域的嵌套划分通常是采用人工或半自动化方式进行，并且不利于数据集的生产，并导致实用性受到很大限制。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
2、为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
3、一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，该考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法包括以下步骤：
4、s1、基于数字高程模型提取沿海流域的大陆部分；
5、s2、利用pfafstetter编码方法中的外流流域划分方法对沿海流域的大陆部分进行初步划分，若划分的次级流域数量小于10，选择符合条件的岛屿进行补充编
6、s3、对已编码岛屿集合进行次级划分时，优先将大型岛屿视为大陆流域进行划分，若无大型岛屿，则依据岛屿面积从大到小进行编码，最后将未编码岛屿合并至已编码流域中；
7、s4、将已编码岛屿集合中所有岛屿面积与预设阈值进行比较，并依据比较结果分析是否继续进行次级划分。
8、优选的，基于数字高程模型提取沿海流域的大陆部分包括以下步骤：
9、s11、将dem数据作为地形输入数据，遍历地形输入数据中的每个栅格单元，并识别出存在海洋的栅格单元；
10、s12、将存在海洋的栅格单元标记为海岸线栅格，并对海岸线栅格的二值图像进行四连通域标记处理，识别出大陆海岸线及每个岛屿的海岸线；
11、s13、基于识别出的大陆海岸线及每个岛屿的海岸线，识别出岛屿和沿海流域的大陆部分。
12、优选的，步骤s2具体包括以下步骤：
13、s21、利用pfafstetter编码方法中的外流流域划分方法对沿海流域的大陆部分进行初步划分；
14、s22、将次级流域的划分结果数量与预设值(一般为10)进行比较，若次级流域的划分结果小于预设值，则计算当前层级流域包含的所有岛屿面积；
15、s23、将符合预设条件(岛屿面积占流域集合总面积的比例超过一定阈值，如5％)的岛屿面积按照从大到小依次排序，生成岛屿排序列表；
16、s24、从岛屿排序列表中优先选择面积大的岛屿进行补充编码，直至次级流域数量达到预设值；
17、s25、将剩余的未编码岛屿合并至距离最短的已编码流域中。
18、优选的，利用pfafstetter编码方法中的外流流域划分方法对沿海流域的大陆部分进行初步划分包括以下步骤：
19、s211、依据水流的自然方向从河口向河流源头追溯，在河道交汇时将大面积流域的河道作为干流，将小面积流域的河道作为支流；
20、s212、记录所有的支流位置，并从支流位置中筛选出集水区面积最大的支流，并根据集水区面积最大的支流至河口的距离依次为支流流域编码；
21、s213、通过支流流域将原始流域分割为若干中间流域，并依据中间流域至河口的距离依次为中间流域编码，以此完成次级流域的划分。
22、优选的，次级流域包括流域编码、流域类型、面积、包含岛屿数量、出水口经纬度及上游流域出水口经纬度等属性。
23、优选的，将剩余的未编码岛屿合并至距离最短的已编码流域中包括以下步骤：
24、s251、将邻域栅格中存在非流域像元的流域像元作为流域边缘点，并循环遍历流域像元，提取已编码流域的边缘点建立r树空间索引；
25、s252、计算待合并岛屿的外包矩形中心点，并依据r树空间索引依次提取r树中已编码流域的边缘点；
26、s253、计算待合并岛屿外包矩形中心点至已编码流域的边缘点的最短距离dst，明确待合并岛屿与已编码流域间的距离关系；
27、s254、当待合并岛屿的外包矩形内不存在已编码流域的边缘点时，将待合并岛屿的外包矩形向四周拓展dst距离形成新的矩形，并判断在新的矩形范围内的已编码流域的边缘点；
28、s255、若新的矩形范围内仅包含一个已编码流域的边缘点，则直接将待合并岛屿合并至该已编码流域中；若新的矩形范围内包括若干已编码流域的边缘点，则利用r树索引计算待合并岛屿至已编码流域的最短距离，并选择距离最短的流域进行合并。
29、优选的，对已编码岛屿集合进行次级划分时，优先将大型岛屿视为大陆流域进行划分，若无大型岛屿，则依据岛屿面积从大到小进行编码，最后将未编码岛屿合并至已编码流域中包括以下步骤：
30、s31、在对已编码的岛屿集合继续进行次级划分时，如果面积最大的岛屿占集合总面积的比例超过一定阈值(如70％)，采用pfafstetter法中处理大陆的方式对该岛屿进行次级流域的划分和编码；
31、s32、如果次级流域的划分数少于10，将岛屿面积按照从大到小排序生成岛屿排序列表，挑选面积较大的岛屿(占流域集合总面积的比例超过一定阈值，如5％)按从大到小的顺序进行补充编码，直至编码数达到10；
32、s33、将岛屿排序列表中剩余的未编码岛屿合并至距离最短的已编码流域中；
33、s34、如果在一个岛屿集合中不存在面积占比大于指定阈值的大型岛屿，做次级划分时，先计算当前层级流域包含的所有岛屿的面积，将岛屿按照面积从大到小进行排序；对面积较大的岛屿(岛屿面积占流域集合总面积的比例超过一定阈值，如5％)进行单独编码，编码数在0至8区间内(编码数不超过9)；计算当前层级流域所有未编码岛屿到已编码岛屿的距离，选择与已编码岛屿距离均大于一定阈值(如岛屿集合外包矩形对角线长度的1/4)、平均距离最大、且面积最大的岛屿进行补充编码，并迭代此过程直至编码数达到10；其余未编码的岛屿合并到最近的已编码流域。
34、优选的，将已编码岛屿集合中所有岛屿面积与预设阈值进行比较，并依据比较结果分析是否继续进行次级划分包括以下步骤：
35、s41、若岛屿集合中所有岛屿的面积都小于一定阈值(如30km2)，则不再进行次级划分；
36、s42、若岛屿集合中存在面积大于一定阈值的岛屿，则继续进行次本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，该考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述基于数字高程模型提取沿海流域的大陆部分包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括步骤：
4.根据权利要求3所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述利用Pfafstetter编码方法中的外流流域划分方法对沿海流域的大陆部分进行初步划分包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述次级流域包括流域编码、流域类型、面积、包含岛屿数量、出水口经纬度及上游流域出水口经纬度。
6.根据权利要求5所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述将剩余的未编码岛屿合并至距离最短的已编码流域中包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其
8.根据权利要求7所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述将已编码岛屿集合中所有岛屿面积与预设阈值进行比较，并依据比较结果分析是否继续进行次级划分包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述待合并岛屿的外包矩形中心点的计算公式为：
10.根据权利要求9所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述待合并岛屿外包矩形中心点至已编码流域的边缘点的最短距离的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，该考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述基于数字高程模型提取沿海流域的大陆部分包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括步骤：
4.根据权利要求3所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述利用pfafstetter编码方法中的外流流域划分方法对沿海流域的大陆部分进行初步划分包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，其特征在于，所述次级流域包括流域编码、流域类型、面积、包含岛屿数量、出水口经纬度及上游流域出水口经纬度。
6.根据权利要求5所述的一种考虑岛屿的沿海流域自动化嵌套划分方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军志，阙烨峰，张斌，校大卫，江净超，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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