[發明專利]一種度量地貌褶皺的柵格化曲面的構建方法及系統

有效

• 申請號: 202110221015.0
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112950778B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王艷霞;周汝良
• 申請（專利權）人: 西南林業大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T7/64
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 羅江

本發明涉及柵格化曲面技術領域，具體地說，涉及一種度量地貌褶皺的柵格化曲面的構建方法及系統，其包括以下步驟：一、獲取地貌模型數據；二、對所述地貌模型數據進行預處理，得到預處理后數據；三、對所述預處理后數據進行坡度計算，得到覆蓋整個地理區域中不同單元內地形的坡度曲面數據；四、根據所述坡度曲面數據，利用柵格運算法逐像元做數學變換，得到度量地貌褶皺程度的柵格化地形曲面。本發明能夠準確描繪和表達地貌褶皺的真實程度，有利于構建各種地學指標，刻畫相應的地理環境和地表形態。

技術領域

本發明涉及柵格化曲面技術領域，進一步說，涉及用柵格化電子地圖模擬表達、虛擬和計算地球資源和環境的時空分布的技術領域，具體地說，涉及一種度量地貌褶皺的柵格化曲面的構建方法及系統。

背景技術

褶皺是指巖石因受力發生的彎曲而顯示的變形，使原來近于平直的面表現出向上隆起或塌陷的曲面形態。堅硬巖層常形成高山、陡崖或山脊，柔軟地層常形成緩坡或低谷等。不同褶皺區域的地形接收的太陽輻射不同，降水、徑流等方面也存在差異，在多種時空分析領域中發揮重要的作用。數字高程模型DEM(Digital Elevation Model)和數字地形模型DTM(Digital Terrain Model)用柵格化高程(海拔)數據和坡度、坡向數據模擬表達地表的高低和陡峭、朝向特征。在某些地理指標的應用場合，直接使用DEM的高程或基于DEM的坡度、坡向數據，往往難以度量地形變化的平緩或者隆起與切割頻率。例如：平原地貌中土地單元變化平緩，地貌褶皺度較低，而高山峽谷地貌中土地單元密度大且形態變化復雜，地貌褶皺度隨之增大。若僅僅使用參照水面的高程、坡度、坡向，無法直接描述出地貌的褶皺程度。

發明內容

本發明的內容是提供一種度量地貌褶皺的柵格化曲面的構建方法及系統，其能夠克服現有技術的某種或某些缺陷。

根據本發明的一種度量地貌褶皺的柵格化曲面的構建方法，其包括以下步驟：

一、獲取表達多種尺度地貌的地貌模型數據；

二、對所述地貌模型數據進行預處理，得到預處理后數據；

三、對所述預處理后數據進行坡度計算，得到覆蓋整個地理區域中不同單元內地形的坡度曲面數據；

四、根據所述坡度曲面數據，利用柵格運算法逐像元做數學變換，得到度量地貌褶皺程度的柵格化地形曲面，其數學變換模型為：

R＝1/[cos(slp)]²；

其中，R為各單位地貌褶皺度、slp為各單元坡度。

作為優選，步驟一中，所述地貌模型數據采用計算機表達的數字高程模型數據。

作為優選，步驟二中，預處理包括：

對所述地貌模型數據進行格式轉換、投影變換和噪聲濾波處理，得到預處理后數據；

所述投影變換是將地理坐標投影變換為以米為長度單位的平面坐標和高程坐標。

作為優選，步驟三中，坡度計算包括：

1)、根據所述預處理后數據，確定在投影坐標(x_i,y_i)處的數字高程值為h_i，采用下述公式確定(x_i,y_i)的坡度值slp_i：

slp_i＝arctan(Δh_i/Δx_i)；