栅格数字高程模型中平坦区域排水方向的高效赋值
数据结构与算法
2015-11-16 v1
摘要
在处理栅格数字高程模型(DEM)时，常常需要在平坦区域——即无局部高程梯度的区域——上分配排水方向。本文提出一种排水方向分配方法，其不受平坦区域形状、出口数量或周围地形的限制。通过叠加远离较高地形的梯度与朝向较低地形的梯度来建模水流，从而产生呈现流动汇聚的排水场，这相较于产生平行流动区域的方法是一改进。该方法基于Garbrecht和Martz (1997)的先前工作，但提出了若干重要改进。改进后的算法保证仅当平坦区域有出口时才被处理。该算法不需要迭代应用；单次遍历即足以处理所有平坦区域。该算法给出了识别平坦区域及其边界的清晰策略。该算法不易受浮点精度损失影响。此外，该算法高效，运行时间为 O( N )，而旧算法为 O( N^(3/2) )。在测试中，对于100 x 100单元的平坦区域，改进算法比旧算法快6.5倍；对于700 x 700单元的平坦区域，快69倍。在实际DEM的测试中，改进算法在单处理器上运行完成处理比旧算法的16处理器并行实现早38--110倍。改进算法是原始算法的一种最优、准确、易于实现的直接替代方案。文中提供了伪代码，补充材料中提供了可用源代码。
引用
@article{arxiv.1511.04433,
title = {An Efficient Assignment of Drainage Direction Over Flat Surfaces in Raster Digital Elevation Models},
author = {Richard Barnes and Clarence Lehman and David Mulla},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04433},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 4 figures, 8 subalgorithms