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申请/专利权人：南京师范大学

摘要：本发明提供了一种基于DBSCAN聚类分析的山脊线和山谷线提取方法，先将地形数据栅格化，转化为算法可读取的文本数据，然后通过一定的策略选择DBSCAN算法的两个参数进行聚类分析，最后针对聚类的结果进一步研究地形特征。本发明通过计算机方法自动提取地形特征，是地形特征提取中一种少有的特征提取方式，实现了地形特征的自动化提取，极大的提高工作效率和准确性。

主权项：1.一种基于DBSCAN聚类分析的山脊线和山谷线提取方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：地形数据获取；获取地形的DEM数据，将栅格数据转成文本格式进行读取；步骤2：地形格网点之间的相似度计算；基于欧氏距离的相似度计算，结合三维地形计算任意两个地形格网中心点Pi和Pj之间的距离；步骤3：地形子区域划分；采用DBSCAN算法进行子区域划分，确定邻域半径EPS和最小样本点MinPts两个参数，并借助于聚类算法划分视域为多个分开的子区域SVii＝1,2,···,k，其中k为划分的子区域的个数；步骤4：山脊点和山谷点的提取；根据确定的邻域半径EPS和最小样本点MinPts，使用DBSCAN聚类算法得到最终的簇作为划分的子区域；步骤5：确定山脊线和山谷线；子区域之间的邻近关系用子区域完全图表示，其中节点为子区域，节点之间的边表示子区域之间的邻近关系，边的权值用子区域之间的距离表示，计算每个子区域之间的最小距离，目的是找出相邻的子区域，将相邻子区域的中心点进行连接，就构成了连接关系图；所述步骤5确定山脊线和山谷线中，需要利用图分析方法确定山脊线和山谷线，具体步骤如下：步骤5-1：将聚类得到的子区域Ai计算其中心；子区域的中心用子区域Ai中每个栅格点PX,Y,Z的平均值来表示，计算公式如式2-4： 其中，X,Y为栅格点P的地面坐标，Z为栅格点P的高程值；计算出的特征点就是地形中的山脊点和山谷点，山脊线上的特征点是山脊点，山谷线上的特征点是山脊点；步骤5-2：构建子区域拓扑关系；连接中心点，构建子区域之间的空间拓扑图；步骤5-3：图剪枝；为了有效刻画子区域邻近关系，对完全图进行修剪，当完全图中边的权值大于给定阈值时，该边就被删除，经过修剪以后，子区域完全图被转换成一条路，即除起点终点度为1，其余节点度为2的非完全图，也称为模拟线；步骤5-4：确定山脊线和山谷线；计算每条模拟线上格网的高程的平均值，且平均值表示模拟线的平均高程，如果每条模拟线高程大小是相间分布，则是山脊线或山谷线。

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