CN115797502B - 一种基于dem数据的地性线提取方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于DEM数据的地性线提取方法和装置，涉及地形特征提取的技术领域，包括：获取待提取区域的DEM数据；基于预设地形海拔范围，对DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；对可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；对目标可视化图片进行图像骨架提取，得到待提取区域的地性线，解决了现有的地性线提取方法的提取的地性线的连续性和准确性较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及地形特征提取的技术领域，尤其是涉及一种基于DEM数据的地性线提取方法和装置。
背景技术
描述地貌形态的骨架线、控制线称为地性线，包括山脊线、山谷线等线性物体。山谷线和山脊线构成了地势起伏变化的特征线，对地形地貌研究有重要意义。就数据源而言，地性线提取的途径通常分为基于等高线提取、基于规则格网DEM提取以及基于TIN提取。基于DEM（数字高程模型，Digital Elevation Model）数据提取地性线的研究在区域水文分析、土木工程建设、地质勘探选定资源靶区、遥感影像自动配准等诸多领域具有重要的实践应用价值和科学意义。
现有基于DEM数据提取地性线的技术中，有基于地表几何形态算法进行地性线提取的，其基本思路是：在DEM垂直和水平横截面上的极值，极大值就是分水点，极小值是汇水点；然后根据相应的准则划分极值点归属形成地性线。还有基于地形表面流水物理模型分析算法进行地性线提取的，其基本思路是：在n×n的DEM栅格上，计算中心栅格与各相邻栅格间的距离权落差，取距离权落差最大的栅格为中心栅格的流出栅格。以数值表示每个单元的流向，变化范围是1~255。然后汇流栅格图由流向栅格图生成。汇流栅格上每个单元的值代表上游汇流区汇入该单元的流入路径数较大者。从流域汇流栅格图中可以轻易地提取流域各种参数特征值，进而提取出地性线。
现有技术中，地表几何形态分析算法由于只判断两个断面，提取过程中会出现遗漏现象。而且阈值过大会丢失特征点，形成的地性线也就断裂较多，长度较短，阈值过小，特征点会出现过度提取现象，地性线冗余。
基于地形表面流水物理模型分析算法所计算的汇水量与高程有关，计算的结果为高程值大的区域汇水量小，高程值小的区域汇水量大，由于水流遵从高处连续性的向下流动的自然特征，这就使得在一个河道水系或山谷线上的相对位置较高的某一点因其汇水量较小而被遗漏，而再非山谷处处于低位置的某点因其汇水量较大而被误判为山谷线上的点。
因此，在现有的基于DEM数据提取地性线的技术中，提取算法的计算复杂度高，提取的地性线的断裂较多、连续性较差。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于DEM数据的地性线提取方法和装置，以解决了现有的地性线提取方法的提取的地性线的连续性和准确性较差的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于DEM数据的地性线提取方法，包括：获取待提取区域的DEM数据；基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线。
进一步地，基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，包括：将所述DEM数据中第一目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的上限，其中，所述第一目标像素为地形海拔大于所述预设地形海拔范围的上限的像素；和/或将所述DEM数据中第二目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的下限，其中，所述第二目标像素为地形海拔小于所述预设地形海拔范围的下限的像素。
进一步地，所述可视化图片包括：第一可视化图片和第二可视化图片；将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，包括：基于第一标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第一可视化图片，其中，所述第一标准化公式为；基于第二标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第二可视化图片，其中，所述第二标准化公式为；其中，为所述预处理后的DEM数据中第个像素的地形海拔，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最小值，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最大值。
进一步地，对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法，包括：对所述第一可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第一目标可视化图片；对所述第二可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第二目标可视化图片。
进一步地，对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线，包括：对所述第一目标可视化图片进行山谷区域的图像骨架提取，得到所述待提取区域的山谷线；对所述第二目标可视化图片进行山脊区域的图像骨架提取，得到所述待提取区域的山脊线。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于DEM数据的地性线提取装置，包括：获取单元，用于获取待提取区域的DEM数据；转换单元，用于基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；处理单元，用于对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；提取单元，用于对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线。
进一步地，所述转换单元，用于：将所述DEM数据中第一目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的上限，其中，所述第一目标像素为地形海拔大于所述预设地形海拔范围的上限的像素；和/或将所述DEM数据中第二目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的下限，其中，所述第二目标像素为地形海拔小于所述预设地形海拔范围的下限的像素。
进一步地，所述可视化图片包括：第一可视化图片和第二可视化图片；所述转换单元，用于：基于第一标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第一可视化图片，其中，所述第一标准化公式为；基于第二标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第二可视化图片，其中，所述第二标准化公式为；其中，为所述预处理后的DEM数据中第个像素的地形海拔，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最小值，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最大值。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序。
在本发明实施例中，通过获取待提取区域的DEM数据；基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线，达到了提取出连续性好和准确性高的地性线的目的，进而解决了现有的地性线提取方法的提取的地性线的连续性和准确性较差的技术问题，从而实现了提高地性线的连续性和准确性的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于DEM数据的地性线提取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的DEM数据的示意图；
图3为本发明实施例提供的预处理后的DEM数据的示意图；
图4为本发明实施例提供的直方图均衡化处理后的第一可视化图片的示意图；
图5为本发明实施例提供的中值滤波后的第一可视化图片的示意图；
图6为本发明实施例提供的开运算后的第一可视化图片的示意图；
图7为本发明实施例提供的目标可视化图片的示意图；
图8为本发明实施例提供的待提取区域的山谷线的示意图；
图9为本发明实施例提供的待提取区域的山脊线的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种基于DEM数据的地性线提取装置的示意图；
图11为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
根据本发明实施例，提供了一种基于DEM数据的地性线提取方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种基于DEM数据的地性线提取方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取待提取区域的DEM数据；
步骤S104，基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；
步骤S106，对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；
步骤S108，对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线。
在本发明实施例中，通过获取待提取区域的DEM数据；基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线，达到了提取出连续性好和准确性高的地性线的目的，进而解决了现有的地性线提取方法的提取的地性线的连续性和准确性较差的技术问题，从而实现了提高地性线的连续性和准确性的技术效果。
在本发明实施例中，步骤S104包括如下步骤：
将所述DEM数据中第一目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的上限，其中，所述第一目标像素为地形海拔大于所述预设地形海拔范围的上限的像素；
将所述DEM数据中第二目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的下限，其中，所述第二目标像素为地形海拔小于所述预设地形海拔范围的下限的像素。
在本发明实施例中，对DEM数据进行填洼和/或去峰的操作。设定地形海拔最高值和最低值（即，预设地形海拔范围），将DEM数据截取至这个范围内，降低DEM数据的离散程度，避免少数极值的影响，使得地性线的提取更加准确，如图2和图3所示，图2为DEM数据，图3为预处理后的DEM数据。
如：DEM数据的实际最大最小值分别为5383、1698，设定最大最小值分别为5000、2000，则将DEM数据中地形海拔小于2000的数据都替换为2000进行填洼操作，将地形海拔大于5000的数据都替换为5000进行去峰操作。
在本发明实施例中，所述可视化图片包括：第一可视化图片和第二可视化图片，则步骤S104还包括如下步骤：
基于第一标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第一可视化图片，其中，所述第一标准化公式为；
基于第二标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第二可视化图片，其中，所述第二标准化公式为；
其中，为所述预处理后的DEM数据中第个像素的地形海拔，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最小值，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最大值。
在本发明实施例中，将预处理后的DEM数据转化为图像格式数据（即，可视化图片），以方便后续步骤的操作。具体则是将DEM数据的数值标准化至0~255后进行可视化处理，0为黑色，255为白色。
在本发明实施例中，步骤S106包括如下步骤：
对所述第一可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第一目标可视化图片；
对所述第二可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第二目标可视化图片。
在本发明实施例中，以第一可视化图片为例对上述处理步骤进行说明。
首先，对第一可视化图片进行直方图均衡化处理，得到直方图均衡化处理后的第一可视化图片，如图4所示。直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法，通过这种方法，亮度(数据大小)可以更好地在直方图上分布。将输入图像的灰度级映射到输出图像，使输出图像各灰度级相对均匀分布，从而图像的对比度得到增强，由此来避免一个规定的经纬度范围内，有两个区域的平均地形高度差过大而影响地性线的提取，使得提取的地性线更加准确。
接着，选取中值滤波的滤波核大小，以使中值滤波处理了的效果最优化。具体的，以实际地形情况调整滤波核大小，根据预处理后的DEM数据的尺寸进行滤波核的选取，滤波核需为奇数，遵循预处理后DEM数据尺寸越大滤波核也越大的原则进行选取滤波核的选取，预处理后的DEM数据的宽高积小于100000时，滤波核为3，预处理后的DEM数据的宽高积大于或等于100000时，滤波核的大小可以参考如下公式进行计算：
其中，表示滤波核的数值，int()表示向下取整操作，w表示预处理后的DEM数据的宽，h表示预处理后的DEM数据的高。
根据中值滤波的滤波核，对直方图均衡化处理后的第一可视化图片进行中值滤波处理，得到中值滤波后的第一可视化图片，如图5所示。中值滤波会取当前像素点及其周围临近像素点（一共有奇数个像素点）的像素值，将这些像素值排序，然后将位于中间位置的像素值作为当前像素点的像素值。
例如，滤波核为3时，对3×3邻域内像素点的像素值进行排序（升序降序均可），按升序排序后得到序列值为：[66,78,90,91,93,94,95,97,101]。在该序列中，处于中心位置（也叫中心点或中值点）的值是93，因此用该值替换原来的像素值78，作为当前点的新像素值。
通过中值滤波处理会将数据中的噪声点剔除，避免数据噪声点对地性线提取的影响，避免了提取的地性线的断裂多、连续性差、准确性差的问题。
在得到中值滤波后的第一可视化图片之后，对中值滤波后的第一可视化图片做开运算处理，得到开运算后的第一可视化图片，如图6所示。开运算在计算机视觉和图像处理领域中是基本的形态学噪点消除模块，具体则是对数据进行先腐蚀再膨胀的操作，开运算能够除去孤立的小点，毛刺和小桥，而总的位置和形状不变，进而避免DEM数据中的噪声、异常凸起/凹陷对地性线提取的影响，使得提取到的地性线更加准确。
具体的，开运算处理遵循DEM数据尺寸越大、地形越复杂，则卷积核也越大、迭代次数越多的原则进行开运算的卷积核大小、迭代次数的选取，以使开运算处理的效果最优化，卷积核大小的计算可以参考如下公式：
其中，表示卷积核的数值，int()表示向下取整操作，w表示DEM数据的宽，h表示DEM数据的高。
最后，对开运算后的第一可视化图片进行二值化处理，得到目标可视化图片，如图7所示。图像的二值化，就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果。以经验阈值对数据进行二值分割，提取出山脊区域/山谷区域。
需要说明的是，第二可视化图片的处理过程与上述第一可视化图片的处理过程相同，在此不再赘述。
在本发明实施例中，步骤S108包括如下步骤：
对所述第一可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第一目标可视化图片；
对所述第二可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第二目标可视化图片。
在本发明实施例中，通过对第一目标可视化图片进行骨架提取，得到待提取区域的山谷线，如图8所示。
通过对第二目标可视化图片进行骨架提取，得到待提取区域的山脊线，如图9所示。
本发明实施例中，对DEM数据进行填洼去峰的预处理后进行可视化图片生成，降低DEM数据的离散程度，使后续步骤能够更好地识别山脊山谷的区域，使得地性线的提取更加准确。
在地形复杂或数据不准确的情况下，常常在非山脊/山谷处有异常突起或凹陷的情况，本发明实施例通过中值滤波处理减少了这种情况对地性线提取的影响，使得提取的地性线断裂少、连续性好、准确性高。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种基于DEM数据的地性线提取装置，该基于DEM数据的地性线提取装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的方法，以下是本发明实施例提供的基于DEM数据的地性线提取装置的具体介绍。
如图10所示，图10为上述基于DEM数据的地性线提取装置的示意图，该基于DEM数据的地性线提取装置包括：
获取单元10，用于获取待提取区域的DEM数据；
转换单元20，用于基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；
处理单元30，用于对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；
提取单元40，用于对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线。
在本发明实施例中，通过获取待提取区域的DEM数据；基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线，达到了提取出连续性好和准确性高的地性线的目的，进而解决了现有的地性线提取方法的提取的地性线的连续性和准确性较差的技术问题，从而实现了提高地性线的连续性和准确性的技术效果。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
参见图11，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。
处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
实施例四：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一中所述方法的步骤。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种基于DEM数据的地性线提取方法，其特征在于，包括：
获取待提取区域的DEM数据；
基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；
对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；
对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线；
其中，基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，包括：
将所述DEM数据中第一目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的上限，其中，所述第一目标像素为地形海拔大于所述预设地形海拔范围的上限的像素；和/或
将所述DEM数据中第二目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的下限，其中，所述第二目标像素为地形海拔小于所述预设地形海拔范围的下限的像素；
其中，所述可视化图片包括：第一可视化图片和第二可视化图片；
将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，包括：
基于第一标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第一可视化图片，其中，所述第一标准化公式为；
基于第二标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第二可视化图片，其中，所述第二标准化公式为；
其中，为所述预处理后的DEM数据中第个像素的地形海拔，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最小值，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最大值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法，包括：
对所述第一可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第一目标可视化图片；
对所述第二可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到第二目标可视化图片。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线，包括：
对所述第一目标可视化图片进行山谷区域的图像骨架提取，得到所述待提取区域的山谷线；
对所述第二目标可视化图片进行山脊区域的图像骨架提取，得到所述待提取区域的山脊线。
4.一种基于DEM数据的地性线提取装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待提取区域的DEM数据；
转换单元，用于基于预设地形海拔范围，对所述DEM数据进行预处理，并将预处理后的DEM数据转换为可视化图片，其中，所述预处理包括：填洼处理和/或去峰处理；
处理单元，用于对所述可视化图片进行预设形态学处理和二值化处理，得到目标可视化图片，其中，所述预设形态学处理包括直方图均衡化处理、中值滤波处理和开运算处理中至少一种处理方法；
提取单元，用于对所述目标可视化图片进行图像骨架提取，得到所述待提取区域的地性线；
其中，对所述DEM数据进行预处理，包括：
将所述DEM数据中第一目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的上限，其中，所述第一目标像素为地形海拔大于所述预设地形海拔范围的上限的像素；和/或
将所述DEM数据中第二目标像素的地形海拔修改为所述预设地形海拔范围的下限，其中，所述第二目标像素为地形海拔小于所述预设地形海拔范围的下限的像素；
其中， 所述可视化图片包括：第一可视化图片和第二可视化图片；将预处理后的DEM数据转换为可视化图片：
基于第一标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第一可视化图片，其中，所述第一标准化公式为；
基于第二标准化公式，将所述预处理后的DEM数据转换为所述第二可视化图片，其中，所述第二标准化公式为；
其中，为所述预处理后的DEM数据中第个像素的地形海拔，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最小值，为所述预处理后的DEM数据中地形海拔的最大值。
5.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至3任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
6.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
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|---|---|---|---|
| CN202310078126.XA CN115797502B (zh) | 2023-02-08 | 2023-02-08 | 一种基于dem数据的地性线提取方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN115797502A CN115797502A (zh) | 2023-03-14 |
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