山谷线山脊线提取

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1、山谷线山脊线提取山谷线、山脊线提取山脊线和山谷线的自动提取arcmap自动提取山脊线和山谷线的方法1平面曲率与坡形组合法基于规则格网的DEM是自动提取山脊线和山谷线的最重要方法。从算法设计的原则来 看，大致可以分为以下五种类型：1）基于图像处理技术的原理；2）基于地形表面几何形态分析的原理；3）基于地形表面 流水物理模拟分析原理；4） 基于地形表面几何形状分析与流水物理模拟分析相结合的原理；5） 平面曲率和 坡度形状的组合方法。平面曲率与坡形组合法提取的山脊、山谷的宽度可由选取平面曲率的大小来调节，方 法简便，效果好。该方法基本处理过程为：首先利用dem数据提取地面的平面曲率及地面 的正负地形

2、，取正地形上平面曲率的大值即为山脊，负地形上平面曲率的大值为山谷。实 际应用中，由于平面曲率的提取比较繁琐，而坡向变率（soa）在一定程度上可以很好地 表征平面曲率。因此，下面的提取过程以soa代替平面曲率。具体提取工艺如下：1）激活dem数据，在spatialanalysis下使用surface菜单下的deriveaspect命令, 提取dem坡向层面，记为a；2）激活标高a，使用“空间分析”下“曲面”菜单下的“衍生坡度”命令提取标高 a的坡度信息，该信息记录为soa1；3）求取原始dem数据层的最大高程值，记为h；通过spatialanalysis下的栅格计算 器calculator,公式

3、为（hdem），得到与原来地形相反的dem数据层，即反地形dem数 据；4）根据反地形DEM数据计算坡度方向；5）利用soa方法求算反地形的坡向变率，记为soa2；6）利用空间分析下的网格计算器，公式为SOA二（soa1 + soa2 ） -ABS （soal- soa2 ） /2，可以得到无误差的DEM坡度变化率SOA；7）激活原始dem数据，在spatialanalysis下使用栅格邻域计算工具 neighborhoods tat is tics ；设置statist ic ty pe为平均值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为275X275map，则可得到一个邻域为275X27

4、5map的矩形的平均值层 面，记为b；8）利用空间分析下的网格计算器，可以得到正、负地形分布区域，公式为C=DEM- b，9）在 spatialanalysis 下使用栅格计算器 calculator,公式为 d=c0&soa70, 即可求出山脊线；10）同样，在网格计算器中，将公式修改为d=C0&S0A70山谷线对应的是负地形且soa较大值，表达式如下：dem-meandem0&soa70方法2：水文分析原理：提取山谷线可以等效与提取河流，所以先进行填洼，然后计算水流方向和汇流 量，最后提取的河流就是山谷线了，提取山脊线时只需求反dem数据的山谷线即可。再次 要说明一下，因为水是向下流的，所

5、以要fill，虽然山谷线没有这要求，可是不填充就得 不到连续的线，所以也要fill。实现路线：1）加载DEM数据并填充它。分析填充的DEM数据的流向，并将其记录为F2流向。2）对f2流向作累积汇流量分析，记为f2汇流量。3）重新分类F2集水区，如果未显示分类值，则获取山谷线。4）脊线是逆DEM的 谷线。方法3：几何分析与水文分析相结合原理：对于山脊线而言，由于它同时也是分水线，所以对于山脊线上的栅格是水源的 起源点，通过地表径流模拟后这些栅格应该汇流累积量为0。所以通过对零值的汇流累积 值的栅格的提取就可以得到山脊线。山谷线的提取就是提取反dem的山脊线。实现路线：1）加载DEM数据并生成其反DEM数据。2）对反dem数据和方法2中一样作流向和汇流量分析，得到的数据分别记为f3流向 和f3汇流。3）对原始DEM数据进行邻域分析，得到meademo 4）在网格计算器中编写以下表达 式以查找山谷线。DEM-meandemO和f3汇流=05）对原始dem数据做同样的分析得到山脊线。其中需要把dem-meandem改成大于 零。