Ymax= (j+l)*S/T (4) 由于一個(gè)DEM柵格可能包含多個(gè)遙感影像柵格，則這些遙感影像柵格并不一定處于同 一類，在提取產(chǎn)流柵格的流向關(guān)系時(shí)，按如下方式處理：當(dāng)DEM包含的柵格中有水體柵格， 則作為水體柵格； III、 水體的分離：水體可以分為兩類，一類是河流，一類是水庫(kù)、小水庫(kù)的非河流；采 用人工識(shí)別的方式對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)一步將水體分離為河流和非河流，分別作為不同的 類別； 將水體進(jìn)一步區(qū)分為河流和非河流是為了提取柵格間的流向關(guān)系，若兩個(gè)相鄰柵格都 屬于河流，則存在水流從一個(gè)柵格流向另一個(gè)柵格的問題；若兩個(gè)柵格都屬于非河流，則水 流已經(jīng)聚集，不存在柵格間水流的流向問題。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感分類獲取流域下墊面信息的方法，其特征在 于：所述的產(chǎn)流柵格提取的實(shí)質(zhì)是以水庫(kù)中心，按照路徑長(zhǎng)度遞增的方式逐步對(duì)產(chǎn)流柵格 進(jìn)行"擴(kuò)張"，直到達(dá)到最邊緣的柵格；其具體的提取過程如下： ① 以水庫(kù)中心所在的柵格為根結(jié)點(diǎn)，以水庫(kù)邊緣結(jié)點(diǎn)為子結(jié)點(diǎn)構(gòu)成一棵初始的"關(guān)系 樹"，在"關(guān)系樹"中，第二層結(jié)點(diǎn)所代表的柵格是入庫(kù)水流的路徑上的最后一個(gè)柵格，水流 從這里直接到達(dá)水庫(kù)，因此，這些柵格間不存在水流分配的問題，而是全部流向水庫(kù)； ② 隨機(jī)選擇一個(gè)水庫(kù)邊緣柵格點(diǎn)作為起始點(diǎn)進(jìn)行分析；根據(jù)多流向算法，每個(gè)柵格最 多可能有8個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)的水流流向該結(jié)點(diǎn)；分析起始點(diǎn)周邊8個(gè)相鄰的柵格，將其中的高程 比該棚格尚的棚格； ③ 對(duì)所有邊緣柵格按1的方式進(jìn)行處理，得到三層"關(guān)系樹";將所有其水流流向水庫(kù)邊 緣柵格的柵格已經(jīng)全部被提取出來； ④ 按第一步所描述的方式，對(duì)"關(guān)系樹"中第三層上的結(jié)點(diǎn)作同樣的處理，如此順延，直 至搜索完所有可能的柵格，得到一棵完整的關(guān)系樹。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感分類獲取流域下墊面信息的方法，其特征在 于：所述的產(chǎn)流柵格提取在提取的過程中能會(huì)出現(xiàn)柵格的高程和周圍相鄰的8個(gè)柵格高程 都相等，在這種情況下，引入地表覆蓋信息后，根據(jù)地表覆蓋信息進(jìn)一步確定高程相等和高 程相差很小的柵格間的流向關(guān)系；設(shè)定匕和(^是兩個(gè)相鄰的柵格，且他們的高程值相等，從 Gi出發(fā)搜索到Gr可以按如下的方式確定他們的流向關(guān)系： (a)GjPG」屬于河流類水體：首先計(jì)算兩個(gè)柵格沿河流離水庫(kù)的距離，如果Gi距水庫(kù) 的距離比6」距水庫(kù)的距離近，則說明存在G」到Gi的水流路徑，根據(jù)"關(guān)系樹"的定義，將Gj 添加為Gi的子結(jié)點(diǎn)；反之，如果如果匕距水庫(kù)的距離比6」距水庫(kù)的距離遠(yuǎn)，則說明水流應(yīng) 當(dāng)是從Gi流向G』，現(xiàn)在對(duì)Gj不作處理； (b) 匕和G」屬于非河流類的水體，則不作處理； (C)GJPh有一個(gè)屬于水體類別，有一個(gè)屬于非水體類別：在流域中不可能有河流流向 其它地表，而只能是其它地表的水流向河流或水庫(kù)集中，因此，如果Gi是水體，而Gj是非水 體，則說明是徑流正在向Gi集中，則將G」添加為Gi的子結(jié)點(diǎn)；反之，則不作處理； (d)GjPGj屬于非水體：大塊的平整的地表就可能造成這種情況，這種情況需要對(duì)參加 比較的柵格進(jìn)行擴(kuò)展。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感分類獲取流域下墊面信息的方法，其特征在 于：所述的產(chǎn)流柵格提取算法中首先定義如下符號(hào)：m，n:DEM的全部行數(shù)、列數(shù)；行數(shù)和列 數(shù)都從1開始編號(hào)，編號(hào)按從上到下，從左到右的方式進(jìn)行；f:流向元素；F:所有流向關(guān)系 元素的集合；QR:表示當(dāng)前正在處理的層的結(jié)點(diǎn)集合，qr表示一個(gè)其中的一個(gè)元素；QN: - 個(gè)臨時(shí)序列，里面是根據(jù)正在處理層中的某個(gè)結(jié)點(diǎn)計(jì)算而得到的新的柵格；qn為其中的一 個(gè)元素；G:所有柵格的集合；g表示一個(gè)柵格，Gi表示編號(hào)為k的柵格，k的值按公式（5)計(jì) 算： k= (i-l)*n+j (5) 其中i表;^柵格所在的行號(hào)，j表;^柵格所在的列號(hào)； 其具體算法如下： (A) 初始化：算法的初始化階段主要完成以下工作： (A-I)對(duì)所涉及到的DEM按位置關(guān)系進(jìn)行排列，以完整的DEM作為計(jì)算的原始輸入； (A-2)確定每一個(gè)柵格的編號(hào)，編號(hào)方式按公式（5)進(jìn)行； (A-3)將通過對(duì)遙感影像分類得到的專題信息按同樣的方式進(jìn)行組織； (B) 創(chuàng)建只有根結(jié)點(diǎn)的關(guān)系樹TR; (C) 將通過分類得到的水體圖層與DEM疊加，確定水庫(kù)所包含的柵格，并計(jì)算所有位于 獲取所有位于水庫(kù)邊緣的柵格，并將其作為TR的根結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)依次插入TR;同時(shí)將其存 入臨時(shí)序列QN，開始提?。? (D) 判斷QN序列是否為空，如果不為空，則說明在上一步的計(jì)算中有剛剛獲取的新柵 格；轉(zhuǎn)入（E)進(jìn)一步處理，否則，轉(zhuǎn)到（F)，算法結(jié)束； (E) 按以下方式逐步處理： (E-I)將QN中的所有元素復(fù)制到QR，清空QN; (E-2)然后逐一處理集合QR中的元素；對(duì)每一個(gè)元素，都按如下過程處理： (E-2-1)取出取出一個(gè)未處理過的元素qr，記為G待； (E-2-2)依次按前文給出的處理方法判斷G胃四周8個(gè)柵格中是否有柵格可以作為Gtt 的流入柵格，如果有，則將每一個(gè)這樣的柵格作為qr的子結(jié)點(diǎn)插入樹TR，同時(shí)將它們加入 到QN的最后，說明這是新"擴(kuò)張"出的柵格； (E-2-3)對(duì)每一個(gè)qr處理后，QR將變?yōu)橐粋€(gè)空的集合，轉(zhuǎn)到（D); (F)算法結(jié)束：算法結(jié)束后，將得到所有的產(chǎn)流柵格以及所有的任意兩個(gè)相鄰柵格間 可能存在的流向關(guān)系；提取結(jié)果以樹的形式給出，在樹中：除根結(jié)點(diǎn)外，每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè) 產(chǎn)流柵格；每一個(gè)分支表示了兩個(gè)柵格間的流向關(guān)系，表示水流從子結(jié)點(diǎn)流向父結(jié)點(diǎn)；同 一個(gè)柵格可能在樹中出現(xiàn)多次。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感分類獲取流域下墊面信息的方法，其特征在 于：所述的匯流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法是對(duì)提取得到的"關(guān)系樹"進(jìn)行如下處理： (1) 對(duì)于每一個(gè)沒有前驅(qū)的頂點(diǎn)Gk，加入以下序?qū)Γ℅tl,Gk)，這樣做的目的是保證圖中 只有一個(gè)起始結(jié)點(diǎn)，以便于后繼計(jì)算； (2) 將關(guān)系樹中的根結(jié)點(diǎn)作為Gt，添加為圖的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)； (3) 將第2層結(jié)點(diǎn)，即Gt的子結(jié)點(diǎn)及其與Gt的流向關(guān)系添加到圖中，因?yàn)檫@一步添加 的結(jié)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是所有水庫(kù)邊緣的柵格； (3) 從樹的第三層開始，對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)按如下方式處理： (3-1)判斷該結(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)在圖中存在，如果存在，直接按（3-2)處理；如果不存在，則 首先將該結(jié)點(diǎn)添加到圖中； (3-2)在該結(jié)點(diǎn)與其父結(jié)點(diǎn)間添加一條弧，其中弧頭是正在處理的結(jié)點(diǎn)，弧尾是其父結(jié) 占. (4) 所有結(jié)點(diǎn)及其流向關(guān)系處理后，對(duì)弧的方向就地逆置，將弧頭和弧尾互換。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遙感分類獲取流域下墊面信息的方法，其包括：基于多源數(shù)據(jù)的產(chǎn)流柵格提取算法和匯流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法；所述的基于多源數(shù)據(jù)的產(chǎn)流柵格提取算法包括數(shù)據(jù)源選擇及處理和產(chǎn)流柵格提取算法。本發(fā)明根據(jù)水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)模型對(duì)匯流計(jì)算的要求，對(duì)傳統(tǒng)的以DEM為唯一數(shù)據(jù)的匯流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法進(jìn)行了改進(jìn)，綜合利用提取的地表覆蓋信息和DEM進(jìn)行匯流網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，有效地解決了傳統(tǒng)算法中的“平行河道”問題。
【IPC分類】G06F17/30, G06F19/00
【公開號(hào)】CN104915539
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510193859
【發(fā)明人】張承明, 萬曙靜, 趙天宇, 余凡, 王媛媛, 楊曉霞, 張同, 于婷
【申請(qǐng)人】山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日