D8算法的matlab实现
身的编程实践介绍D8算法的matlab实现过程,与大家分享。
D8算法是当今非常成熟的提取水系(或分水岭)的计算机程序算法。这里笔者结合自
D8算法分为两部分实现:每个栅格点水流方向的计算;每个栅格点汇水面积的计算。
1、水流方向的计算
在水流方向的计算中,本人结合matlab内嵌的滤波工具,利用一个简单的非线性滤波
来实现,具体内容包括一个自己编辑的确定水流方向的函数flowdirection和若干脚本命
令,如下:
以下是自己编辑的flowdirection函数代码:
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function output=flowdirection(a)
n=size(a);
for i=1:n(2)
k=0;
b=-inf;
for j=[1:4,6:9]
if rem(j,2)==0
r(j)=a(5,i)-a(j,i);
r(j)=(a(5,i)-a(j,i))/sqrt(2);
else
end
if r(j)>b
b=r(j);
k=j;
end
end
output(i)=k;
end
执行的脚本代码如下:
>> uiopen('F:\课件\2009田淑芳\正射校正\DEM.tif',1)%打开DEM高程数据,生成的数据矩阵
名可自行定义,这里默认为DEM
>>DEM=mat2gray(DEM);%高程数据归一化处理
>>DEM=padarray(DEM,[1 1],'replicate');%对数据边缘进行自动填充
>>direc8=colfilt(DEM,[3 3],'sliding',@flowdirection);%执行非线性滤波,得到方向矩阵,得到
的值分别为{1 ,2,3,4,6,7,8,9}.其方向意义如上图矩阵所示,如1代表北西向,8代表正东
1、汇水面积的计算
这里笔者根据自己的编程实践经验,给出一个函数来计算不同窗口大小下汇水面积的大
小。函数代码如下:
function f=flowareax(a,x)
%参数a为水流方向矩阵,x为表征窗口大小的参数,
b=a;
[m n]=size(b);
f=ones([m+2 n+2 x]);%默认每点有一初始水量
for i=1:m
for j=1:n
if a(i,j)==1
f(i,j,1)=f(i,j,1)+1;
elseif a(i,j)==2
f(i+1,j,1)=f(i+1,j,1)+1;
elseif a(i,j)==3
f(i+2,j,1)=f(i+2,j,1)+1;
elseif a(i,j)==4
f(i,j+1,1)=f(i,j+1,1)+1;
elseif a(i,j)==6
f(i+2,j+1,1)=f(i+2,j+1,1)+1;
elseif a(i,j)==7
f(i,j+2,1)=f(i,j+2,1)+1;
elseif a(i,j)==8
f(i+1,j+2,1)=f(i+1,j+2,1)+1;
f(i+2,j+2,1)=f(i+2,j+2,1)+1;
else
end
end
end%通过该循环确定经过一步流动时某一点水流量
for s=2:x
for i=1:m
for j=1:n
if a(i,j)==1
f(i,j,s)=f(i,j,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i+1,j,s)=f(i+1,j,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i+2,j,s)=f(i+2,j,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i,j+1,s)=f(i,j+1,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==2
elseif a(i,j)==3
elseif a(i,j)==4
elseif a(i,j)==6
elseif a(i,j)==7
elseif a(i,j)==8
f(i+2,j+1,s)=f(i+2,j+1,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i,j+2,s)=f(i,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i+1,j+2,s)=f(i+1,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
f(i+2,j+2,s)=f(i+2,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
else
end
end
end
end
f=f(2:m+1,2:n+1,:);
该函数的执行结果为一个三维数据体,其中f(:,:,1)、f(:,:,2)、。。。。f(:,:,x)依次代表了不同窗
口下每个栅格点的汇水面积,可以根据对比他们的效果并且根据需要选择不同的数据层。
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