[發(fā)明專利]一種基于河流特征點(diǎn)的河流形態(tài)相似性識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011385393.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112801126A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王坤;嚴(yán)登華;周夢;秦天玲;翁白莎;李相南
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種基于河流特征點(diǎn)的河流形態(tài)相似性識別方法，具體包括以下步驟：獲取待識別河流的特征點(diǎn)；調(diào)整待識別河流的位置、方位角和尺度；利用Hausdorff距離，計算待識別河流特征點(diǎn)之間的相似性。本發(fā)明涉及對比水文學(xué)和水文徑流模擬技術(shù)領(lǐng)域，在同一平面直角坐標(biāo)系中，將不同河流的位置、方位角和尺度統(tǒng)一后進(jìn)行計算，具有與ArcGIS高度融合、使用方便、計算快速和識別準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了河流形態(tài)相似比較速度慢、且識別精確度低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對比水文學(xué)和水文徑流模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于河流特征點(diǎn)的河流形態(tài)相似性識別方法。

背景技術(shù)

水文學(xué)是地球物理學(xué)和自然地理學(xué)的分支學(xué)科，研究存在于大氣層中、地球表面和地殼內(nèi)部各種形態(tài)水在水量和水質(zhì)上的運(yùn)動、變化、分布，以及與環(huán)境及人類活動之間相互的聯(lián)系和作用，是關(guān)于地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)、運(yùn)動等變化規(guī)律，以及運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的知識體系，地球表層的水由地球內(nèi)部逸出，經(jīng)過約35億年的積聚和演變，逐漸形成今天的水圈，水圈的形成不僅改變了巖石圈的面貌，使大氣圈中的現(xiàn)象變得復(fù)雜多樣，而且導(dǎo)致生物圈的出現(xiàn)，因此，水的出現(xiàn)和水圈的形成，是地球自然歷史中最重大的事件，水文學(xué)的研究領(lǐng)域十分寬廣，從大氣中的水到海洋中的水，從陸地表面的水到地下水，都是水文科學(xué)的研究對象；水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈等地球自然圈層的相互關(guān)系，也是水文學(xué)的研究領(lǐng)域；水文科學(xué)不僅研究水量，而且研究水質(zhì)，不僅研究現(xiàn)時水情的瞬息動態(tài)，而且探求全球水的生命史，預(yù)測它未來的變化趨勢。

利用相似流域徑流比擬是研究無資料地區(qū)的徑流過程和水循環(huán)過程的有效手段，具有重要的實(shí)踐意義，其中，比較流域的相似性是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在目前的研究中，對流域或河流的相似性比較，通常關(guān)注的地形指標(biāo)有面積、坡度、橫縱比等指標(biāo)，缺乏對河流形態(tài)相似性的精確比較，因此，需要構(gòu)建一種能夠?qū)恿餍螒B(tài)相似性進(jìn)行快速精確識別的方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于河流特征點(diǎn)的河流形態(tài)相似性識別方法，在同一平面直角坐標(biāo)系中，將不同河流的位置、方位角和尺度統(tǒng)一后進(jìn)行計算，具有與ArcGIS高度融合、使用方便、計算快速和識別準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了河流形態(tài)相似比較速度慢、且識別精確度低的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于河流特征點(diǎn)的河流形態(tài)相似性識別方法，具體包括以下步驟：

S1、利用DEM數(shù)據(jù)和ArcGIS工具獲得河流的矢量文件；

S2、獲取待識別河流的特征點(diǎn)；

S3、調(diào)整待識別河流的位置、方位角和尺度；

調(diào)整位置：將待識別河流進(jìn)行整體平移，使其終點(diǎn)與平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合；

調(diào)整方位角：以河流終點(diǎn)即平面至直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為圓心，將待識別河流的重心點(diǎn)統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)到相同的方位角；

調(diào)整尺度：以河流終點(diǎn)為起始點(diǎn)，將待識別河流的特征點(diǎn)的重心點(diǎn)縮放到相同的尺度；

S4、計算待識別河流特征點(diǎn)之間的相似性。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟S3中，調(diào)整待識別河流的位置、方位角和尺度的先后順序能夠任意變化。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟S2中的特征點(diǎn)包括干流與支流的交匯點(diǎn)以及干流的終點(diǎn)，獲取方法是利用ArcGIS工具進(jìn)行提取，在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)計算特征點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并用坐標(biāo)數(shù)據(jù)來定義每個特征點(diǎn)，同時生成待識別河流特征點(diǎn)的重心點(diǎn)。