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基于流水过程的地形特征识别方法研究与实现

发布时间:2021-10-12 17:29
  作为地形骨架最重要的特征线,山谷线和山脊线在自动地貌综合、水文分析、地理信息系统建设等方面有着重要的应用。因此,从地形图中快速准确地识别出山谷线和山脊线是十分有必要的。基于流水过程的地形特征识别方法根据地表水流倾向于从地势高的地方流向地势低的地方的自然规律,模拟流水过程,将地形特征转移到累积的水量数据中。相比其他的地形特征识别方法提取结果更加符合全局特征和真实地貌。但是,该方法存在计算量大且局部易出现“平行线”等问题,论文针对这些问题提出了一种改进算法。改进算法采用四方向流水模拟的水量累积方法,能够有效地降低计算量,然后使用图像处理技术从水量累积矩阵提取地形特征,提取结果更加精细平滑,更加符合真实地形结构,而且不会出现“平行线”问题。本文完成的主要工作总结如下:1.从算法原理、设计与实现和识别效果三个方面深入研究了传统的基于流水过程的识别方法,分析了其存在的问题和待改进的方向。2.针对传统算法计算量大的问题,采用四方向流水模拟的水量累积方案,相比传统算法减少了很多重复及迭代计算,能够快速有效地实现水量累积。且该方案不要求每个格网水流导流至地形边缘,减少了洼地处理和平地流向确定过程中的计... 

【文章来源】:西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:84 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要工作和章节安排
        1.3.1 论文主要工作
        1.3.2 章节安排
第二章 理论基础与相关技术介绍
    2.1 地形特征介绍
        2.1.1 地形特征点
        2.1.2 山脊线与山谷线
    2.2 数字高程模型
    2.3 图像处理技术
        2.3.1 图像滤波
        2.3.2 细化算法
    2.4 本章小结
第三章 基于地表流水物理模拟的地形特征识别算法
    3.1 传统算法简介
    3.2 传统算法的设计与实现
        3.2.1 算法原理和整体设计
        3.2.2 洼地填平
        3.2.3 水流方向矩阵计算
        3.2.4 水量累积矩阵计算
    3.3 传统算法存在的问题
    3.4 本章小结
第四章 基于四方向流水模拟的地形特征识别方法研究
    4.1 算法简介
    4.2 四方向流水模拟水量累积方法
        4.2.1 原理与实现
        4.2.2 有效性验证
        4.2.3 对比分析
    4.3 基于四方向流水模拟的地形特征识别算法
        4.3.1 算法的整体设计
        4.3.2 流水模拟过程
        4.3.3 地形特征提取
    4.4 算法的对比分析
        4.4.1 时间效率对比分析
        4.4.2 提取结果对比分析
    4.5 本章小结
第五章 实验与结果分析
    5.1 不同扫描顺序的实验分析
    5.2 不同水量阈值的实验分析
    5.3 细化算法选择的实验分析
    5.4 算法提取结果实验分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】:
期刊论文
[1]基于约束连接方向的最速上升法提取山脊线[J]. 邓晓龙,江文萍,孙二洋,张萍,于池.  华中师范大学学报(自然科学版). 2015(06)
[2]一种利用数学形态学提取地形轮廓的方法[J]. 陈科,刘祜昌,李逢清,王锲.  地理空间信息. 2013(03)
[3]提取地形特征线的形态学新方法[J]. 孔月萍,方莉,江永林,张跃鹏.  武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[4]利用DEM边缘检测进行黄土地貌沟沿线自动提取[J]. 晏实江,汤国安,李发源,董有福.  武汉大学学报(信息科学版). 2011(03)
[5]基于灰度数学形态学的遥感影像薄云处理方法[J]. 曹爽,岳建平,马文.  测绘通报. 2010(12)
[6]基于小波变换和数学形态学的遥感图像边缘检测方法研究[J]. 徐昌荣,左娟.  测绘标准化. 2010(02)
[7]基于三方向搜索的DEM中洼地处理方法[J]. 李辉,陈晓玲,张利华,李长安.  水科学进展. 2009(04)
[8]利用DEM提取流域水系时洼地与平地的处理方法[J]. 谢顺平,都金康,王腊春.  水科学进展. 2005(04)
[9]“数字地球”与地理信息科学[J]. 张洪岩,王钦敏,周成虎,励惠国.  地球信息科学. 2001(04)
[10]一种新的山脊线和山谷线自动提取方法[J]. 陈永良,刘大有.  中国图象图形学报. 2001(12)

博士论文
[1]基于DEM的数字流域时空特征及提取研究[D]. 俞伟斌.浙江大学 2014

硕士论文
[1]地形特征提取算法的研究[D]. 王虹.西安电子科技大学 2018
[2]基于DEM的地形特征线提取方法研究与应用[D]. 翁宏章.电子科技大学 2017
[3]基于剖面识别和形态简化的地形骨架特征提取方法研究与实现[D]. 刘亚鑫.东北师范大学 2014
[4]利用图像处理技术提取地形特征线的方法研究[D]. 方莉.西安建筑科技大学 2011
[5]基于DEM的水文信息提取与应用研究[D]. 徐亚菲.昆明理工大学 2008



本文编号:3433007

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