(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111506663.7 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司诸暨 市供 电公司 地址 311800 浙江省绍兴 市诸暨市暨阳街 道浣纱北路1号 申请人 绍兴大明电力设计院有限公司诸暨 分公司　 武汉大学 (72)发明人 黄建杨　丁梁　俞键　何智频　 徐恩　赵力　陈淑萍　詹奇　 周树昊　章姣妃　 (74)专利代理 机构 杭州华鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 33217 代理人 刘竹青(51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06V 20/10(2022.01) G06V 20/13(2022.01) (54)发明名称 基于地表流水物理模拟分析原理的微地形 自动识别方法 (57)摘要 本发明公开了基于地表流水物理模拟分析 原理的微地形自动识别方法， 解决了现有技术的 不足， 包括以下步骤： 步骤1， 获取区域高程数据； 步骤2， 确定地形区域类型， 地形区域类型包括正 地形区域和负地形区域； 步骤3， 基于区域高程数 据， 对洼地进行填充； 步骤4， 通过流量分析对流 量与流量零值进行计算； 步骤5， 根据子步骤4的 内容识别山脊线与山谷线； 步骤6， 识别垭口和山 顶点。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114201839 A 2022.03.18 CN 114201839 A 1.基于地表流水物理模拟分析原理的微 地形自动识别方法， 其特 征是， 包括以下步骤： 步骤1， 获取区域高程数据； 步骤2， 确定地形区域类型， 地形区域类型包括 正地形区域和负地形区域； 步骤3， 基于区域高程数据， 对洼地进行填充； 步骤4， 通过流 量分析对流 量与流量零值进行计算； 步骤5， 根据子步骤4的内容识别山 脊线与山谷线； 步骤6， 识别垭口和山顶点。 2.根据权利要求1所述的基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方法， 其 特征是， 所述的步骤2具体为： 首先对DEM焦点统计， 其用于计算输出栅格数据的邻域运算， 各输出像元的值是其指定 邻域范围内所有输入像元值的函数， 要计算统计数据的像元称为待处理像元， 待处理像元 的值以及所识别出的邻域中的所有像元值都将包 含在邻域统计数据的计算中； 之后对原始DEM数据与邻域分析之后的数据做减法运算， 并将运算结果重分为两级， 分 级界线为0， 那么大于0的区域在原始DEM上就是正地形区域， 小于0的区域在原始D EM上就是 负地形区域。 3.根据权利要求1所述的基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方法， 其 特征是， 所述的步骤5具体为： 打开步骤4处理后数据的属性信息， 进行重新分类， 将分类级别设置为两类， 不断的调 整分界数据大小， 并以由D EM生成的等值线图和晕渲图为辅助判断数据； 数据属性值越接近 于1的栅格越有可能是山脊线的位置； 对于山谷线而言， 由于其具有汇水的性质， 那么对于 山谷线的提取， 利用反地形的特点， 即利用一个较大的数值减去原始的DEM数据， 而得到与 原始地形完全相反 的地形数据， 也就是原始的DEM中的山脊变成负地形的山谷， 而原始DEM 中的山谷在负地形中就变成了山脊， 那么， 山谷线的提取就可以在负地形中利用提取山脊 线的方法进行提取。 4.根据权利要求1所述的基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方法， 其 特征是， 所述的步骤6识别垭口的过程具体为： 对原始DEM进行最大值的焦点统计， 与原始 DEM相减为零的点为山顶点； 相 邻两山头之间呈马鞍形的低凹部 分称为垭口， 垭口是两个山 脊和两个山谷会合的地点， 将提取出的山脊线数据和山谷线 数据利用栅格计算器工具进 行 相乘运算， 得到的结果再与正 地形数据进行相乘运 算， 就得到 了垭口点的栅格形式数据。 5.根据权利要求1所述的基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方法， 其 特征是， 所述的步骤6识别山顶点的过程具体为： 对D EM进行焦点统计， 利用邻域分析的方法 以11×11的网格计算最大值， 分析结果命名为max， 再将得到的max数据与原始DEM进行比 较， 得到其相等的部分， 命名为max_data， 之后将max_data进行重分类， 将其0值赋值为 Nodata， 将其2值赋值 为1， 输出及为 山顶栅格数据。 6.根据权利要求1所述的基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方法， 其 特征是， 还包括准确度验证步骤， 通过对样本的基杆塔自动识别， 和肉眼识别的基杆塔做比 较， 若识别的准确率大于设定的阈值则判断 自动识别成功。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114201839 A 2基于地表流水物理模拟分析原理的微地形自动识别方 法 技术领域 [0001]本发明涉及图像自动识别技术领域， 尤其是指基于地表流水物理模拟分析原理的 微地形自动识别方法。 背景技术 [0002]对于水文物理过程研究而言， 由于山脊、 山谷分别表示分水性与汇水性， 山脊线和 山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的提取。 因此， 对于山脊线和 山谷线就可以利用 水文分析的方法进行提取。 [0003]但是现有的利用水文分析对于山脊线和山谷线的提取方法中， 误差较大， 无法准 确有效的对山脊线和 山谷线进行提取， 进而对于微地形 的自动识别的错误率较高， 识别的 效率较低。 发明内容 [0004]本发明的目的是克服现有技术中的缺点， 提供一种基于地表流水物理模拟分析原 理的微地形自动识别方法。 [0005]本发明的目的是通过 下述技术方案予以实现： [0006]基于地表流水物理模拟分析原理的微 地形自动识别方法， 包括以下步骤： [0007]步骤1， 获取区域高程数据； [0008]步骤2， 确定地形区域类型， 地形区域类型包括 正地形区域和负地形区域； [0009]步骤3， 基于区域高程数据， 对洼地进行填充； [0010]步骤4， 通过流 量分析对流 量与流量零值进行计算； [0011]步骤5， 根据子步骤4的内容识别山 脊线与山谷线； [0012]步骤6， 识别垭口和山顶点。 [0013]基于DEM的这种地形表面流水物理模拟分析的原理是： 对于山脊线而 言， 由于它同 时也是分水线， 那么对于 分水线上的那些栅格， 由于 分水线的性质是水流的起源点， 通过地 表径流模拟 计算之后这些栅格的水流方向都应该只具有流出方向而不存在流入方向， 也就 是其栅格的汇流累积量为零。 通过对零值的汇流累积值的栅格的提取， 就可以得到 分水线， 也就得到了山脊线； 对于山谷线而言， 由于其具有汇水的性质， 那么对于山谷线的提取， 可 以利用反地形的特点， 即是利用一个较大的数值减去原始的D EM数据， 而 得到了与 原始地形 完全相反 的地形数据， 也就是原始的DEM中的山脊变成负地形的山谷， 而原始DEM中的山谷 在负地形中就变成了山脊， 那么， 山谷线的提取就可以在负地形中利用提取山脊线的方法 进行提取。 [0014]垭口地形主要提取位置集中在山顶点、 山谷点以及山脊线、 山谷线构成的特征线 交汇处。 即成山脊等地形连线之间正交的凹凸焦点位置， 绝大多数处于山脊相对的汇水面 区域。 周启鸣等将垭口地形定义为位于成正交的凸凹线的交点处， 又称交线点。 因而， 可以 认为垭口位于山 脊上相对汇水的区域。说　明　书 1/5 页 3 CN 114201839 A 3