專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)繪領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法。

背景技術(shù)：
分形理論是由曼德?tīng)柌剂_特(B.B.Mandelbort)于1967年創(chuàng)立的一門(mén)新興學(xué)科，其研究的對(duì)象可以是那些不可微的、雜亂的、支離破碎的或形狀極不規(guī)則的物體、現(xiàn)象和過(guò)程(如山脈、河流和海岸線(xiàn)等)，分形理論可根據(jù)其局部與整體所具有的某種相似或完全相似的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的定量刻畫(huà)和描述，揭示其內(nèi)在的本質(zhì)量化特性。具體的量化描述有，地貌分維、地形等高線(xiàn)分形和流域地貌特征盒維數(shù)測(cè)定與計(jì)算等；在流域地貌特征盒維數(shù)測(cè)定與計(jì)算中，盒維數(shù)又稱(chēng)計(jì)盒維數(shù)的測(cè)定是該技術(shù)的關(guān)鍵，為了實(shí)現(xiàn)盒維數(shù)的測(cè)定，現(xiàn)有技術(shù)提供一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，該方法將線(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)(如等高線(xiàn)、水系)，轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)后，在基于地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)的Grid命令下人為編輯程序來(lái)生成一個(gè)格網(wǎng)柵格圖層，上述Grid命令可以通過(guò)安裝NPS Grid來(lái)獲取，用格網(wǎng)柵格圖層掃描等高線(xiàn)、水系圖層，通過(guò)不斷改變格網(wǎng)柵格圖層中網(wǎng)格邊長(zhǎng)的取值，實(shí)現(xiàn)盒維數(shù)的計(jì)算。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問(wèn)題 由于現(xiàn)有技術(shù)的方案是采用人為編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)盒維數(shù)的計(jì)算，所以該方法的實(shí)現(xiàn)需要技術(shù)人員具有相應(yīng)的編程基礎(chǔ)，對(duì)技術(shù)人員要求高，實(shí)現(xiàn)難度大，推廣性較差。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，該方法不需要技術(shù)人員具有編程基礎(chǔ)，對(duì)技術(shù)人員要求低，實(shí)現(xiàn)難度小，推廣性好。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，該方法包括 A、設(shè)定網(wǎng)格盒子的尺寸r； B、對(duì)流域等高線(xiàn)矢量圖層打網(wǎng)格，形成網(wǎng)格圖層，并保持所述網(wǎng)格圖層的邊界與所述流域的邊界一致； C、統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層中每個(gè)盒子內(nèi)的等高線(xiàn)數(shù)目，統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層內(nèi)具有相同條數(shù)的等高線(xiàn)的盒子總數(shù)Nm，統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層內(nèi)具有等高線(xiàn)的盒子總數(shù)N； D、計(jì)算不同條數(shù)的盒數(shù)比V；其中V＝(1/m)×P(m，r)； 其中m為盒子含有的等高線(xiàn)條數(shù)；P(m，r)＝Nm/N； E、對(duì)所有盒數(shù)比V求和后取10為底的對(duì)數(shù)得到V的和對(duì)數(shù)并對(duì)r取10為底的對(duì)數(shù)得到lgr； 其中N為所述網(wǎng)格圖層中一個(gè)盒子中最大的等高線(xiàn)數(shù)目。
F、設(shè)定網(wǎng)格盒子的另一尺寸r1，并重復(fù)步驟B～E得到和lgr1； G、通過(guò)計(jì)算出盒維數(shù)Di。
由上述本發(fā)明的具體實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的具體實(shí)施例所述的技術(shù)方案在保持網(wǎng)格圖層的邊界與流域圖層的邊界一致時(shí)，只需簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)即可得到Nm(r)和N(r)，并根據(jù)Nm(r)、N(r)和r計(jì)算出盒維數(shù)Di，從而無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的編程，從而具有對(duì)技術(shù)人員要求低，實(shí)現(xiàn)難度小，推廣性好。



圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，該方法如圖1所示，包括 步驟11、設(shè)定網(wǎng)格盒子的尺寸r； 上述網(wǎng)格盒子的尺寸r為流域邊界的實(shí)際尺寸，具體可以為，10、20、30、40、50、60等，單位米。
步驟12、對(duì)流域等高線(xiàn)矢量圖層打網(wǎng)格，形成網(wǎng)格圖層，并保持該網(wǎng)格圖層的邊界與該流域的邊界一致； 實(shí)現(xiàn)上述步驟的具體方法可以為，采用GIS打網(wǎng)格，具體的操作為，在GIS界面調(diào)入流域等高線(xiàn)矢量圖層，采用GIS界面工具條中的Arcmap下的打網(wǎng)格命令(即網(wǎng)格圖標(biāo))對(duì)該流域等高線(xiàn)矢量圖層打網(wǎng)格，在網(wǎng)格矢量圖層生成后，對(duì)網(wǎng)格矢量圖層進(jìn)行調(diào)整，使得網(wǎng)格矢量圖層的邊界與流域的邊界一致。其中對(duì)網(wǎng)格矢量圖層進(jìn)行調(diào)整可以采用GIS界面下的clip命令。上述網(wǎng)格矢量圖層中網(wǎng)格的盒子尺寸可以為r。
步驟13、統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格中每個(gè)盒子內(nèi)的等高線(xiàn)數(shù)目，統(tǒng)計(jì)具有相同條數(shù)的等高線(xiàn)的盒子總數(shù)Nm(r)，統(tǒng)計(jì)具有等高線(xiàn)的盒子總數(shù)N(r)； 實(shí)現(xiàn)該步驟13的具體方法可以為，使用GIS界面下的Summarize命令對(duì)每個(gè)盒子內(nèi)的等高線(xiàn)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并得到Nm(r)和N(r)。
步驟14、計(jì)算不同條數(shù)的盒數(shù)比V，其中V＝(1/m)×P(m，r)； 其中m可以為盒子含有的等高線(xiàn)條數(shù)；P(m，r)＝Nm(r)/N(r)； 步驟15、對(duì)所有盒數(shù)比求和后取10為底的對(duì)數(shù)得到盒數(shù)比的和對(duì)數(shù)并對(duì)r取10為底的對(duì)數(shù)得到lgr； 上述N為一個(gè)盒子中最大可能的等高線(xiàn)數(shù)目。
步驟16、設(shè)定網(wǎng)格盒子的另一尺寸r1，并重復(fù)步驟12～15得到r1的盒數(shù)比的和對(duì)數(shù)以及r1的對(duì)數(shù)lgr1； 可選的，該r1可以為一個(gè)或多個(gè)。
步驟17、計(jì)算得到盒維數(shù)Di；其具體計(jì)算方法可以通過(guò)計(jì)算出盒維數(shù)Di。
實(shí)現(xiàn)步驟17的具體方法可以為，利用最少二乘法擬合出一條直線(xiàn)lgs＝Dlgr-K；其中D即為盒維數(shù)；(lgs，lgr)和(lgs1，lgr1)為直線(xiàn)中的二個(gè)點(diǎn)，其中l(wèi)gS可以為

取負(fù)值得到的值；lgS1可以為取負(fù)值得到的值。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法在保持網(wǎng)格圖層的邊界與流域圖層的邊界一致時(shí)，只需簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)即可得到Nm(r)和N(r)，并根據(jù)Nm(r)、N(r)和r計(jì)算出盒維數(shù)Di，從而無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的編程，只需簡(jiǎn)單掌握GIS界面操作即可，從而具有對(duì)技術(shù)人員要求低，實(shí)現(xiàn)難度小，推廣性好。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
所述的技術(shù)方案具有對(duì)技術(shù)人員要求低，實(shí)現(xiàn)難度小，推廣性好的優(yōu)點(diǎn)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，其特征在于，所述方法包括
A、設(shè)定網(wǎng)格盒子的尺寸r；
B、對(duì)流域等高線(xiàn)矢量圖層打網(wǎng)格，形成網(wǎng)格圖層，并保持所述網(wǎng)格圖層的邊界與所述流域的邊界一致；
C、統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層中每個(gè)盒子內(nèi)的等高線(xiàn)數(shù)目，統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層內(nèi)具有相同條數(shù)的等高線(xiàn)的盒子總數(shù)Nm，統(tǒng)計(jì)所述網(wǎng)格圖層內(nèi)具有等高線(xiàn)的盒子總數(shù)N；
D、計(jì)算不同條數(shù)的盒數(shù)比V；其中V＝(1/m)×P(m，r)；
其中m為盒子含有的等高線(xiàn)條數(shù)；P(m，r)＝Nm/N；
E、對(duì)所有盒數(shù)比V求和后取10為底的對(duì)數(shù)得到V的和對(duì)數(shù)并對(duì)r取10為底的對(duì)數(shù)得到lgr；
其中N為所述網(wǎng)格圖層中一個(gè)盒子中最大的等高線(xiàn)數(shù)目。
F、設(shè)定網(wǎng)格盒子的另一尺寸r1，并重復(fù)步驟B～E得到和lgr1；
G、通過(guò)計(jì)算出盒維數(shù)Di。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括
在地理信息系統(tǒng)GIS下調(diào)入流域等高線(xiàn)矢量圖層，采用GIS界面的打網(wǎng)格命令對(duì)所述矢量圖層打網(wǎng)格，在網(wǎng)格圖層生成后，對(duì)所述網(wǎng)格圖層進(jìn)行調(diào)整，使得網(wǎng)格圖層邊界與流域邊界一致。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體包括
采用GIS界面下的Summarize命令對(duì)每個(gè)盒子內(nèi)的等高線(xiàn)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并得到Nm和N。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟G具體包括
利用最少二乘法擬合出一條直線(xiàn)lgs＝Dlgr-K；其中l(wèi)gs、lgr和lgs1、lgr1為所述直線(xiàn)中的二個(gè)點(diǎn)，lgs為
取負(fù)值得到的值；lgs1為取負(fù)值得到的值。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述r1為一個(gè)或多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測(cè)算地貌現(xiàn)象信息盒維數(shù)的方法，該方法屬于測(cè)繪領(lǐng)域，該方法通過(guò)統(tǒng)計(jì)即可得到Nm(r)和N(r)，并根據(jù)Nm(r)、N(r)和r計(jì)算出盒維數(shù)Di，從而無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的編程，只需簡(jiǎn)單掌握GIS界面操作即可，從而具有對(duì)技術(shù)人員要求低，實(shí)現(xiàn)難度小，推廣性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F9/44GK101546262SQ200910083448
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者張曉明, 曹文洪, 武思宏, 余新曉 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院