从DEM中提取堤坝？

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我确实有1x1米的DEM和.las组成的.las中的原始LiDAR点云。我需要提取河堤（堤坝的最高点）到矢量特征（点，折线）。

对算法或现有工具有任何想法吗？

堤防在第一个图像上为浅灰色，下面是堤防示例区域的点云图像。在蓝色的河中心线。

堤堤为浅灰色

点云与堤防

从DEM提取线性特征的任何工具吗？

我相信我需要像ENVI的空间特征提取模块（第7页）之类的东西，但是没有ENVI的部分，因为我负担不起：)

— 托梅克
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您正在使用什么gis系统？

— Hornbydd 2012年

商业版ArcInfo 10（SA，3D，地统计扩展）。开源-任何。

— Tomek 2012年

1

我正在考虑一些想法，假设您有一条河流的矢量中心线，可以对其进行缓冲并用其掩盖DEM并设定值的阈值。假定堤防平行于河道。因此，您所使用的任何逻辑都必须足够聪明，以在堤防从河中“退缩”时捕获它们。

— Hornbydd 2012年

不幸的是，堤防并不总是平行于河道，并且常常远离河道。我当时以为会出现一些算法？为了从DEM中提取线性特征，利用这种特征，我可以得出点云中的最高点。

— Tomek 2012年

2

我碰到本文，可能有帮助吗？asprs.org/a/publications/pers/2004journal/december/…– Hornbydd

— 2012年

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这完全取决于您在哪里画线。无论如何，使用Spatial Analyst中可用的形态函数，尤其是阈值（执行“ <”和“>”本地操作）和“ RegionGroup”来识别和提取组件，可以轻松解决此问题。

尽管我无权访问DEM进行说明，但第一张图像几乎足以胜任该工作。例如，这是红色带的区域分组版本的序列（值的范围从0.0 =黑色到1.0 =白色），从阈值0开始，从左到右，从上到下，以0.02为增量移动：

（这些图像在此处进行了缩小以进行复制：所有分析都是在原始图像的分辨率下进行的。）

第二行开始时，堤防围绕黑色区域的边界出现（阈值= 0.08）。在第三行的开始处（阈值= 0.16），堤坝形成自己的分量（深蓝色），并且在这一点上可以很容易地提取为单独的网格或多边形（在边界检测步骤之后，它们的边界可以提取为折线））。最后一行仅保留最宽的堤坝（阈值= 0.24及更大）。 您将需要选择一个适当的阈值以准确获得所需的内容。

在原始的DEM中，高程起着强度的作用，因此这些程序对DEM本身应同样有效。如果DEM具有较大范围（包括远离河流或堤防的地物），则可以选择相关特征作为与河流特征所在的组件相邻的那些特征。

可以通过应用小的腐蚀（负缓冲）和等效的膨胀（正缓冲）来消除RegionGroup发现的不需要的薄区域。可以根据大小标准（细胞总数或面积）排除不需要的小区域。通过将DEM与区域最大网格（使用堤坝作为区域）进行比较，可以找到每个堤坝上的最高点（如果确实需要）。

顺便说一下，此图像序列是在Mathematica 8 中生成的。以下是为希望采用此选项的用户提供的命令。

original = Import["http://i.stack.imgur.com/gV7Du.jpg"];
{r, g, b} = ColorSeparate[original];
frames = ParallelTable[Colorize[MorphologicalComponents[Binarize[r, t/100]], 
                       ColorFunction -> "ThermometerColors"], {t, 0, 30, 2}];
Rasterize @ TableForm[Partition[frames, 4]]

总时钟时间（导入图像后）为0.94秒，其中一半用于缩小和导出所有16张图像：形态运算趋于快速（这很好，因为LIDAR DEM可能很大）。

— ub
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整个概念听起来不错，但是我不理解“ ...阈值（执行“ <”和“>”本地操作）”部分。您如何通过通用化（SA）工具集实现这一目标？

— Tomek

@Tomek一个没有。请参阅逻辑工具集。

— ub

9

我阅读了有关该工作的各种算法（即，按照@Hornbydds 链接）。

我尝试了几次尝试，得出的最佳结果是SAGA提供的“标准地形分析”。这是我的工作以及原因：

堤防通常是河道附近的最高特征，因此我通过翻转DEM（MapAlgebra DEM * -1或夸大坡度-10）将其转变为河道。从这一点来看，我可以使用任何一种水文工具集（ArcHydro，HEC-GeoRas或SAGA水文工具）。我选择了SAGA /地形分析-化合物分析/标准地形分析，因为它只需点击几下即可生成河网。河网是我想要实现的目标，因为它会产生折线，这些折线表示水流的最佳路线，在堤防倒转的情况下，可以给出最高点。

生成的形状文件有点混乱（许多较小的折线），但是经过一些调整后，效果令人满意。另一个烦人的事是1个堤坝是由300条短折线组成的，但是我认为我会找到一些解决方法。

这是结果示例：

在此处输入图片说明

当然，这是一个很粗糙的解决方案，我可能会进一步调查该问题，但我认为值得分享。

— 托梅克
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5

以下内容与原始DEM的某种组合应有助于突出显示所需的栅格信息，而将其余信息丢弃。可以以不同的比例和邻域大小执行这些操作，以改善效果。

重采样，然后邻里->过滤器：高通
表面->曲率
邻里->焦点统计：标准差
“相对高度” =（像素）-（邻域->焦点统计：中位数）
反转，重采样，然后邻域->焦点流

完成此操作后，重分类和轮廓线应为堤防本身提供合理的轮廓。如果堤坝是平坡的，并且您想要更大的覆盖范围，则还可以尝试一些曲率和坡度之和，按一定比例缩放，甚至可以单独绘制坡度轮廓并将它们结合在一起。

这是有关使用Spatial Analyst从栅格DEM提取矢量山脊线的教程，该教程应非常适用：

http://support.esri.com/es/knowledgebase/techarticles/detail/39093

— 明天映射
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我将看一下工具的组合-可能会得出一些好的结果。谢谢。如我所见，ESRI教程像我一样描述了+/-的过程：）太酷了。谢谢。

— Tomek 2012年

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我认为这可能只是答案的一部分，但也许您可以以给定的时间间隔/基于高程值从图像中绘制轮廓/多边形开始。我以为堤防应该具有更高的高程值，因此，如果将DEM转换为多边形，您可能会发现您感兴趣的区域由百分多边形表示。您还可以从简单地重新分类DEM开始，看看是否会产生您想要的结果。如果您有其他图像数据覆盖您感兴趣的区域，请尝试将其添加到图像分类中，看看是否有帮助。祝好运！！

— 团子
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