一种顾及地表水文上下文的多尺度DEM建模方法

摘要

本发明属于数字高程模型建模领域，特别涉及一种顾及地表水文上下文的多尺度DEM建模方法。通过对DEM进行径流分析提取地形表面的水文响应区域，建立汇水区域的层次结构树；通过泛化地表高程点的水文特征，计算高程点对于地貌形态的水文贡献指数；通过考察高程点的加权地形描述误差选取地形特征点集；并采用弹性寻位策略自动调整综合程度控制参数，从而实现顾及地表水文上下文的多尺度DEM自动综合。因此，本发明具有如下优点：可有效保持原始高精度DEM的地形和水文特征，并能保证多尺度下DEM的地形与水文特征的拓扑和逻辑一致性；提高了多尺度DEM建模的自动化和生成效率，并能满足实际应用中对尺度自适应DEM的需要。

主权项

一种顾及地表水文上下文的多尺度DEM建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对原始高精度DEM进行汇水分析，提取DEM所描述地表形态的集水线和分水线，建立原始高精度DEM的水文网络；步骤2，在步骤1建立的水文网络的基础上解析原始高精度DEM所描述地貌对象的水文上下文：利用地表汇水响应区域的汇入关系建立集水线网络的层次结构，然后基于地表山谷和山脊的耦合关系进行分水线与集水线的匹配，根据集水线网络的层次结构确定分水线网络的层次结构；步骤3，对原始高精度DEM的地表高程点进行水文语义增强：建立地形高程点的水文特征泛化模型，根据步骤2获得的水文上下文计算地表高程点的水文贡献指数；步骤4，根据步骤1所得水文网络对原始高精度DEM按流域进行分解，以流域为单位提取地形特征点集：采用流域边界凸壳和地表高程点构建不规则三角网的方式计算地表高程点存在与否所引起的DEM地形描述误差，比较地表高程点的地形描述误差大小，然后从地表高程点集中提取地貌塑形特征点并建立地形特征点队列，在此基础上根据用户指定尺度确定的综合程度控制参数，获取相应尺度的地形特征点集；步骤5，从地形特征点集中分离出集水线和分水线上的高程点，对原始高精度集水线网络和分水线网络进行相应尺度的化简；步骤6，根据步骤4和步骤5所得到的相应尺度下的地形特征点集和化简的水文系统，建立受约束的不规则三角网TIN，在此基础上内插规则格网作为综合后的DEM；步骤7，计算综合后DEM的精度，若精度达不到用户设定尺度的综合程度，采用弹性寻位策略自动调整综合程度控制参数，获取相应尺度的地形特征点子集，重复步骤5~步骤7。