一种提取流域边界内数据信息的方法技术

本发明专利技术公开了一种提取流域边界内数据信息的方法，从边界点角度出发，有效结合了点判别的特点，实现了快速判别流域内数据点的目标，并针对边界点识别精度不高问题，提出加密算法，为分布式水文模型快速提取流域内有效数据信息提供了支撑，大大节省了计算时间。本发明专利技术具有实施简单、精度高、计算省时、操作性强等特点，是水文模型研究人员提取流域信息的理想方法，有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种提取流域边界内数据信息的方法
本专利技术涉及一种提取流域边界内数据信息的方法，属于地球物理科学的水文分支。
技术介绍
分布式水文模型用于预测流域内水文情势的空间分布，评价人类活动(水资源开发利用、土地利用、面源污染等)的影响，为流域规划与治理、水资源可持续开发利用提供支撑。而分布式水文模型需要用到高精度的流域内地质、地貌数据信息。如何提取流域内地貌数据信息点与流域进行匹配，对计算效率具有重要的影响，尤其对于大流域内地质、地貌数据信息的提取。传统计算方法都是从点的角度出发，利用射线法、夹角法来提取流域内的点，理论简单、实用，但这些方法需要对每一个点进行比较、计算，计算量大，耗时耗力。另外还有从覆盖矩阵边界出发的扫描线法来判断点的是否属于流域内的点，该方法需要计算交点、对交点排序，存储复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提取流域边界内数据信息的方法，利用边界信息来判断点是否在流域内，边界上点相对于整个流域的信息点来说数量有限，计算量大大减少。同时，在原数据信息的基础上进行加密，提高了边界点识别的精度。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术提供一种提取流域边界内数据信息的方法，包括以下具体步骤：步骤1，基于流域边界信息，确定一个覆盖整个流域的矩阵范围，提取该矩阵范围内所覆盖的数据信息，建立相关数据矩阵；步骤2，基于步骤1中建立的数据矩阵，建立分辨率为数据矩阵N倍的初始化矩阵，即数据矩阵中的每个像元点对应初始化矩阵中的N*N矩阵；其中，N≥2；所述N的取值由实际所需精度决定；步骤3，以流域边界上的任意一点为起始点，顺序判断各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对步骤2中建立初始化矩阵中的像元点进行插值，得到插值后的初始化矩阵，具体为：301，判断起始点所对应的初始化矩阵中的像元位置；302，顺序判断其余各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对初始化矩阵中的像元点进行插值，具体为：A.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置相同，则不作插值；B.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置不在同一列，则对当前边界点所在像元列、前一边界点所在像元列、当前和前一边界点所对应像元位置的连线经过的像元、矩阵的上边界所包围的范围内的所有像元点值均加1；其中，当前边界点所在像元列、前一边界点所在像元列、当前和前一边界点所对应像元位置的连线经过的像元、矩阵的上边界所包围的范围不包含最左侧的像元列；C.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置在同一列，则：a.若当前边界点所对应的像元位置在前一边界点所对应的像元位置的上侧，则不作插值；b.若当前边界点所对应的像元位置在前一边界点所对应的像元位置的下侧，则对前一边界点所对应的像元位置到当前边界点所对应的像元位置之间的所有像元点值、当前边界点所对应的像元位置的像元点值均加1；步骤4，将步骤3中得到的插值后的初始化矩阵中所有像元点值除以2取余数，将余数作为对应像元点的像元值，得到新的初始化矩阵；步骤5，对步骤4中得到的新初始化矩阵进行重采样，重采样后的矩阵分辨率与数据矩阵一致，其像元点值为所对应新初始化矩阵中N*N矩阵中像元点值之和的1/(N*N)；步骤6，基于步骤5中的重采样后的矩阵，根据矩阵中各像元点值的大小，判断所对应数据矩阵中的点是否在流域内，具体为：若像元点值小于等于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界内；若像元点值大于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界外；步骤7，根据步骤6中的判断结果，若数据矩阵中的点在流域边界内，则保留该点对应的数据信息；若数据矩阵中的点在流域边界外，则对该点的位置赋值为缺侧数据；从而完成流域边界内数据信息的提取。作为本专利技术的进一步优化方案，利用编程语言IDL实现数据信息提取。作为本专利技术的进一步优化方案，所述N的取值由实际所需精度决定。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，利用边界信息来判断点是否在流域内，而不是数据点角度出发判断每一数据点是否在流域边界内，边界上点相对于整个流域的信息点来说数量有限，计算量大大减少，节省计算时间。附图说明图1是本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：一种提取流域边界内数据信息的方法，如图1所示，包括以下具体步骤：步骤1，基于流域边界信息，确定一个覆盖整个流域的矩阵范围，提取该矩阵范围内所覆盖的数据信息，建立相关数据矩阵；步骤2，基于步骤1中建立的数据矩阵，建立分辨率为数据矩阵N倍的初始化矩阵，即数据矩阵中的每个像元点对应初始化矩阵中的N*N矩阵；其中，N≥2；所述N的取值由实际所需精度决定；步骤3，以流域边界上的任意一点为起始点，顺序判断各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对步骤2中建立初始化矩阵中的像元点进行插值，得到插值后的初始化矩阵，具体为：301，判断起始点所对应的初始化矩阵中的像元位置；302，顺序判断其余各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对初始化矩阵中的像元点进行插值，具体为：A.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置相同，则不作插值；B.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置不在同一列，则对当前边界点所在像元列、前一边界点所在像元列、当前和前一边界点所对应像元位置的连线经过的像元、矩阵的上边界所包围的范围内的所有像元点值均加1；其中，当前边界点所在像元列、前一边界点所在像元列、当前和前一边界点所对应像元位置的连线经过的像元、矩阵的上边界所包围的范围不包含最左侧的像元列；C.若当前边界点所对应的像元位置与前一边界点所对应的像元位置在同一列，则：a.若当前边界点所对应的像元位置在前一边界点所对应的像元位置的上侧，则不作插值；b.若当前边界点所对应的像元位置在前一边界点所对应的像元位置的下侧，则对前一边界点所对应的像元位置到当前边界点所对应的像元位置之间的所有像元点值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取流域边界内数据信息的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤1，基于流域边界信息，确定一个覆盖整个流域的矩阵范围，提取该矩阵范围内所覆盖的数据信息，建立相关数据矩阵；步骤2，基于步骤1中建立的数据矩阵，建立分辨率为数据矩阵N倍的初始化矩阵，即数据矩阵中的每个像元点对应初始化矩阵中的N*N矩阵；其中，N≥2；步骤3，以流域边界上的任意一点为起始点，顺序判断各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对步骤2中建立初始化矩阵中的像元点进行插值，得到插值后的初始化矩阵；步骤4，将步骤3中得到的插值后的初始化矩阵中所有像元点值除以2取余数，将余数作为对应像元点的像元值，得到新的初始化矩阵；步骤5，对步骤4中得到的新初始化矩阵进行重采样，重采样后的矩阵分辨率与数据矩阵一致，其像元点值为所对应新初始化矩阵中N*N矩阵中像元点值之和的1/（N*N）；步骤6，基于步骤5中的重采样后的矩阵，根据矩阵中各像元点值的大小，判断所对应数据矩阵中的点是否在流域内，具体为：若像元点值小于等于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界内；若像元点值大于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界外；步骤7，根据步骤6中的判断结果，若数据矩阵中的点在流域边界内，则保留该点对应的数据信息；若数据矩阵中的点在流域边界外，则对该点的位置赋值为缺侧数据；从而完成流域边界内数据信息的提取。...

【技术特征摘要】
1.一种提取流域边界内数据信息的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤1，基于流域边界信息，确定一个覆盖整个流域的矩阵范围，提取该矩阵范围内所覆盖的数据信息，建立相关数据矩阵；步骤2，基于步骤1中建立的数据矩阵，建立分辨率为数据矩阵N倍的初始化矩阵，即数据矩阵中的每个像元点对应初始化矩阵中的N*N矩阵；其中，N≥2；步骤3，以流域边界上的任意一点为起始点，顺序判断各边界点所对应初始化矩阵中的像元位置，对步骤2中建立初始化矩阵中的像元点进行插值，得到插值后的初始化矩阵；步骤4，将步骤3中得到的插值后的初始化矩阵中所有像元点值除以2取余数，将余数作为对应像元点的像元值，得到新的初始化矩阵；步骤5，对步骤4中得到的新初始化矩阵进行重采样，重采样后的矩阵分辨率与数据矩阵一致，其像元点值为所对应新初始化矩阵中N*N矩阵中像元点值之和的1/（N*N）；步骤6，基于步骤5中的重采样后的矩阵，根据矩阵中各像元点值的大小，判断所对应数据矩阵中的点是否在流域内，具体为：若像元点值小于等于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界内；若像元点值大于0.5，则判断对应数据矩阵中的点在流域边界外；步骤7，根据步骤6中的判断结果，若数据矩阵中的点在流域边界内，则保留该点对应的数据信息；若数据矩阵中的点在流域边界外，则对该点的位置赋值为缺侧数据；从而完成流域边界内数据信息的提取。2.根据权利要求1所述的一种提取流域边界内数据信息的方法，其特征在于，步骤3中所述对步骤2中建立初始化矩阵中的像元点进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘京京，吴志勇，何海，董亮，林青霞，徐华亭，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32