[發(fā)明專利]一種提取流域邊界內(nèi)數(shù)據(jù)信息的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410291125.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104091051B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉京京;吳志勇;何海;董亮;林青霞;徐華亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提取流域邊界內(nèi)數(shù)據(jù)信息的方法，屬于地球物理科學(xué)的水文分支。

背景技術(shù)

分布式水文模型用于預(yù)測(cè)流域內(nèi)水文情勢(shì)的空間分布，評(píng)價(jià)人類活動(dòng)(水資源開(kāi)發(fā)利用、土地利用、面源污染等)的影響，為流域規(guī)劃與治理、水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用提供支撐。而分布式水文模型需要用到高精度的流域內(nèi)地質(zhì)、地貌數(shù)據(jù)信息。

如何提取流域內(nèi)地貌數(shù)據(jù)信息點(diǎn)與流域進(jìn)行匹配，對(duì)計(jì)算效率具有重要的影響，尤其對(duì)于大流域內(nèi)地質(zhì)、地貌數(shù)據(jù)信息的提取。傳統(tǒng)計(jì)算方法都是從點(diǎn)的角度出發(fā)，利用射線法、夾角法來(lái)提取流域內(nèi)的點(diǎn)，理論簡(jiǎn)單、實(shí)用，但這些方法需要對(duì)每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行比較、計(jì)算，計(jì)算量大，耗時(shí)耗力。另外還有從覆蓋矩陣邊界出發(fā)的掃描線法來(lái)判斷點(diǎn)的是否屬于流域內(nèi)的點(diǎn)，該方法需要計(jì)算交點(diǎn)、對(duì)交點(diǎn)排序，存儲(chǔ)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提取流域邊界內(nèi)數(shù)據(jù)信息的方法，利用邊界信息來(lái)判斷點(diǎn)是否在流域內(nèi)，邊界上點(diǎn)相對(duì)于整個(gè)流域的信息點(diǎn)來(lái)說(shuō)數(shù)量有限，計(jì)算量大大減少。同時(shí)，在原數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密，提高了邊界點(diǎn)識(shí)別的精度。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種提取流域邊界內(nèi)數(shù)據(jù)信息的方法，包括以下具體步驟：

步驟1，基于流域邊界信息，確定一個(gè)覆蓋整個(gè)流域的矩陣范圍，提取該矩陣范圍內(nèi)所覆蓋的數(shù)據(jù)信息，建立相關(guān)數(shù)據(jù)矩陣；

步驟2，基于步驟1中建立的數(shù)據(jù)矩陣，建立分辨率為數(shù)據(jù)矩陣N倍的初始化矩陣，即數(shù)據(jù)矩陣中的每個(gè)像元點(diǎn)對(duì)應(yīng)初始化矩陣中的N*N矩陣；其中，N≥2；所述N的取值由實(shí)際所需精度決定；

步驟3，以流域邊界上的任意一點(diǎn)為起始點(diǎn)，順序判斷各邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)初始化矩陣中的像元位置，對(duì)步驟2中建立初始化矩陣中的像元點(diǎn)進(jìn)行插值，得到插值后的初始化矩陣，具體為：

301，判斷起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的初始化矩陣中的像元位置；

302，順序判斷其余各邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)初始化矩陣中的像元位置，對(duì)初始化矩陣中的像元點(diǎn)進(jìn)行插值，具體為：

A.若當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置與前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置相同，則不作插值；

B.若當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置與前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置不在同一列，則對(duì)當(dāng)前邊界點(diǎn)所在像元列、前一邊界點(diǎn)所在像元列、當(dāng)前和前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)像元位置的連線經(jīng)過(guò)的像元、矩陣的上邊界所包圍的范圍內(nèi)的所有像元點(diǎn)值均加1；其中，所述范圍不包含最左側(cè)的像元列；

C.若當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置與前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置在同一列，則：

a.若當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置在前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置的上側(cè)，則不作插值；

b.若當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置在前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置的下側(cè)，則對(duì)前一邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置到當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置之間的所有像元點(diǎn)值、當(dāng)前邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的像元位置的像元點(diǎn)值均加1；

步驟4，將步驟3中得到的插值后的初始化矩陣中所有像元點(diǎn)值除以2取余數(shù)，將余數(shù)作為對(duì)應(yīng)像元點(diǎn)的像元值，得到新的初始化矩陣；

步驟5，對(duì)步驟4中得到的新初始化矩陣進(jìn)行重采樣，重采樣后的矩陣分辨率與數(shù)據(jù)矩陣一致，其像元點(diǎn)值為所對(duì)應(yīng)新初始化矩陣中N*N矩陣中像元點(diǎn)值之和的1/(N*N)；

步驟6，基于步驟5中的重采樣后的矩陣，根據(jù)矩陣中各像元點(diǎn)值的大小，判斷所對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)矩陣中的點(diǎn)是否在流域內(nèi)，具體為：

若像元點(diǎn)值小于等于0.5，則判斷對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)矩陣中的點(diǎn)在流域邊界內(nèi)；若像元點(diǎn)值大于0.5，則判斷對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)矩陣中的點(diǎn)在流域邊界外；

步驟7，根據(jù)步驟6中的判斷結(jié)果，若數(shù)據(jù)矩陣中的點(diǎn)在流域邊界內(nèi)，則保留該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息；若數(shù)據(jù)矩陣中的點(diǎn)在流域邊界外，則對(duì)該點(diǎn)的位置賦值為缺側(cè)數(shù)據(jù)；從而完成流域邊界內(nèi)數(shù)據(jù)信息的提取。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，利用編程語(yǔ)言IDL實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息提取。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述N的取值由實(shí)際所需精度決定。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用邊界信息來(lái)判斷點(diǎn)是否在流域內(nèi)，而不是數(shù)據(jù)點(diǎn)角度出發(fā)判斷每一數(shù)據(jù)點(diǎn)是否在流域邊界內(nèi)，邊界上點(diǎn)相對(duì)于整個(gè)流域的信息點(diǎn)來(lái)說(shuō)數(shù)量有限，計(jì)算量大大減少，節(jié)省計(jì)算時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式