一种编辑DSM方法及其系统、终端、可读存储介质

一种编辑dsm方法及其系统、终端、可读存储介质
技术领域
1.本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种小流域dsm编辑方法及系统。


背景技术：

2.数字高程模型(digital elevation model)，简称dem，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。数字地表模型(digital surface model，缩写dsm)是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。换句话说，dsm是在dem的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程模型。
3.现在的分布式水文模型、水土流失模型和面源污染模型都急需要高精度的dem作为基础地形数据，用来分析流域水系网络。dem的获取方法是通过地面测量、地形图、航空影像三种方法测量得到，地面测量工作量大，费钱费力，小流域又难以获得高精度地形图和航空影像。通过无人机数字摄影测量得到dem是现今最为方便快捷的方法，但是无人机获取三维点云包括了地物信息，只能构建成dsm。
4.目前将dsm处理为dem的方法都存在：处理后得到的dem和实际的dem相差较大的问题。
5.因此，目前急需一种能够将dem处理的较为接近实际的一种编辑dsm方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种编辑dsm方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.本发明一种编辑dsm方法，包括如下步骤
9.s1、获取dsm和正射影像；
10.s2、根据正射影像获取第一水系图；
11.s3、将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；
12.s4、通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；
13.s5、通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；
14.s6、通过流量工具将所述流向栅格数据图转化为流量栅格数据图；
15.s7、将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；
16.s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。
17.本发明一种编辑dsm方法，其中，所述s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将
所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3，包括：
18.将第二水系图中的线条赋予宽度a，生成第一面积图形，并将第一水系图的线条的宽度赋予宽度a，生成第二面积图形，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第二阈值时，则判定所述第二水系图的dem为最终dem；当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积小于等于第二阈值时，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。
19.本发明一种编辑dsm方法，其中，所述根据正射影像获取第一水系图包括：
20.获取用户绘制的水系图，并将其转化为第一水系图。
21.本发明一种编辑dsm方法，其中，所述根据正射影像获取第一水系图包括：
22.获取服务器存储的与所述正射影像对应的水系图，并将其转化为第一水系图。
23.本发明一种编辑dsm方法，其中，所述第一阈值为100～10000。
24.本发明一种编辑dsm方法，其中，所述获取dsm和正射影像包括：通过无人机航拍获取点云数据，构建出dsm和正射影像。
25.本发明一种编辑dsm方法，其中，在s3之前将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分栅格。
26.本发明一种编辑dsm方法的系统，包括
27.输入模块，其用于获取dsm和正射影像；
28.第一转化模块，其用于根据正射影像获取第一水系图；
29.第一处理模块，其用于将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；
30.消除模块，其用于通过填挖工具消除所述第一修改dem的汇；
31.第二转化模块，其用于通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；
32.第三转化模块，其用于通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图；
33.第二处理模块，将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；
34.第三处理模块，其用于判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并重复运行第一处理模块、消除模块、第二转化模块、第三转化模块和第二处理模块。
35.本发明一种终端，其中，所述终端包括：
36.处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
37.其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
38.本发明一种非临时性计算机可读存储介质，其中，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得所述终端能够执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
39.有益效果：
40.本发明通过将dsm进行浮雕化、terrain filter滤波和average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准dem，从而获得由dsm转化出的更符合真实性的dem。
附图说明
41.图1为本发明一种编辑dsm方法的流程图；
42.图2为本发明一种编辑dsm方法的初始dsm的示意图；
43.图3为本发明一种编辑dsm方法的正射影像的示意图；
44.图4为本发明一种编辑dsm方法的第一水系图的示意图；
45.图5为本发明一种编辑dsm方法的流向栅格数据图的示意图；
46.图6为本发明一种编辑dsm方法的流量栅格数据图的示意图；
47.图7为本发明一种编辑dsm方法的处理一次后的第二水系图的示意图；
48.图8为本发明一种编辑dsm方法的dsm浮雕化的示意图；
49.图9为本发明一种编辑dsm方法的dsm滤波后的示意图；
50.图10为本发明一种编辑dsm方法的dsm滤波后流向栅格图的示意图；
51.图11为本发明一种编辑dsm方法的dsm滤波后流量栅格数据图的示意图；
52.图12为本发明一种编辑dsm方法的处理多次后的第二水系图的示意图；
53.图13为本发明一种编辑dsm方法的最终dem的示意图。
具体实施方式
54.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
55.实施例1：
56.如图1所示，本实施例提供了一种编辑dsm方法包括如下步骤
57.s1、获取dsm(图2)和正射影像(图3)；
58.s2、根据正射影像获取第一水系图(图4)；
59.s3、将所述dsm浮雕化(图8)，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem(图9)；
60.s4、通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；
61.s5、通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图(图10)；
62.s6、通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图(图11)；
63.s7、将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图(图7或图12)；
64.s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem(图13)，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。
65.本发明通过将dsm进行浮雕化、terrain filter滤波和average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准dem，从而获得由dsm转化出的更符合真实性的dem。
66.s1其中，所述获取dsm和正射影像包括：通过无人机航拍获取点云数据，构建出dsm和正射影像。
67.其中，所述“获取dsm和正射影像”的具体方式可为：通过无人机获取点云数据，构建出dsm和正射影像。
68.本发明通过无人机直接进行航拍和测量和降低测量成本。
69.其中，本发明可基于大疆精灵4rtk无人机获取目标流域航拍影像，基于arcgis软件生成目标流域边界。就是说，本实例中，可以通过线数据生成工具，如arcgis软件(一个地理信息系统构建和应用平台)中的editor工具，勾绘出目标流域边界，并以kml格式导出。
70.本实例中，可基于kml格式的流域边界及大疆精灵4rtk无人机按照以下步骤获取目标流域航拍影像：载入kml格式流域边界，并通过大区分割法规划大疆精灵4rtk无人机航测路线；设置飞行高度300m，旁向重叠率80％，侧向重叠率80％；大疆精灵4rtk无人机完成航测作业后获取到2227张流域航拍影像。
71.本发明是基于流域航拍影像生成dsm及正射影像：
72.本实例中，可基于三维模型制作工具，如agisoft photoscan professional(一个实景三维建模软件，可对数字图像进行摄影测量处理，并生成3d空间数据)，生成dsm(digital surface model)和正射影像，具体过程为：在photoscan软件中点击【工作流程】，【添加文件夹】，【对齐照片】其中，影像对齐精度设置为高精度；建立密集点云，build dem，build orthomosaic，导出包含了流域地表信息的dem和流域正射影像。此时dem包含了多余的地物信息，为流域的dsm，无法开展某些特定的研究分析。
73.最后，利用arcgis制图功能将dsm(图2)和正射影像(图3)导出查看。
74.s2其中，所述根据正射影像获取第一水系图包括：
75.获取用户绘制的水系图，并将其转化第一水系图。
76.其中，所述“根据正射影像获取第一水系图”的具体方式可为：用户以人手描绘的形式来直接绘制出水系图，并将其转化为第一水系图。
77.当然，所述“根据正射影像获取第一水系图”的具体方式还可为：获取服务器存储的与所述正射影像对应的水系图，并将其转化为第一水系图。
78.具体的说，本发明利用正射影像进行目视解译，人工勾绘出流域实际水系网络。
79.1、首先打开arcgis软件，并加载无人机获取到的、需要提取水系的正射影像。
80.2、选择存放水系的文件夹，右击选择new，新建一个shapefile类型的文件，数据类型选择线。将水系的坐标系与正射影像的坐标系设置为一致。
81.3、新建完成shapefile文件以后，打开arcgis编辑器，并单击开始编辑，此时shapefile处于可编辑状态。在编辑器的下拉菜单里，选择编辑窗口，创建要素，会出现一个用来创建要素的框目。制作水系的时候点一下创建要素窗口里的新建要素，回到主窗口页面会发现鼠标变成了一个十字形，此时对正射影像进行提取水系处理。
82.提取水系完成以后双击最后一个点完成步骤，单击编辑器下拉菜单保存退出即可，保存并输出人工勾绘的水系图(图4)，即第一水系图。
83.其中，在s3之前将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分格栅。
84.其中，在s3之前即可将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分格栅。换句话说，将每个dsm分割为1408*1124个网格，每个网格就是一个像元。
85.s3其中，所述“将所述dsm浮雕化”的具体方式还可为：利用geomatica focus应用程序中的以浮雕显示，从而得到浮雕化的dsm。
86.本发明通过上述浮雕化的dsm可将原本平滑的图像变得带有分割线，从而便于对其进行滤波处理。
87.具体地说，
88.1、打开geomatica focus应用程序，添加dsm文件，加载到focus的maps选项下。
89.2、在focus菜单栏中，选择layer目录下的dsm，打开dsm编辑界面。
90.显示dsm编辑面板。dsm以阴影浮雕显示(图8)，以便于查看。使用focus工具条上的zoom in放大工具，放大想要编辑的区域。此时会发现初步的正射镶嵌会显示出一些问题，屋顶轮廓线不直，并且树周围有些模糊。
91.其中，参见图9，所述“并进行terrain filter滤波和average filter滤波”的具体方式可为：利用geomatica focus应用程序的terrain filter(flat)滤波，设置参数：size 100(搜索半径)，grandient 40；利用geomatica focus应用程序的average filter滤波，设置参数：size 60，grandient 30。
92.其中，用户可根据实际需求而选择terrain filter(flat)滤波或terrain filter(hilly)，terrain filter(flat)更适合于田野或市区等平坦区域，而terrain filter(hilly)最适合于山区或丘陵地区。
93.其中，average filter滤波可使建筑物的轮廓线变得整齐。
94.具体地说，
95.1、参见图9，进行编辑dsm，去除房屋。在dsm的部分工作区域上绘制一个多边形，创建矢量面，将要编辑的房屋周围的多边形数字化。在dsm编辑窗口选择terrain filter(flat)滤波，size 100(搜索半径)，grandient 40。terrain filter(flat)更适合于田野或市区等平坦区域，而terrain filter(hilly)最适合于山区或丘陵地区。
96.2、去除dsm中森林的小凸起，在dsm的部分工作区域上绘制一个多边形，创建矢量面，将要编辑的森林周围的多边形数字化。在dsm编辑窗口选择average filter滤波，size 60，grandient 30。
97.点击apply应用，会注意到房屋被移除，建筑物的轮廓线变得整齐，树木也不再模糊成片。此时已经通过该方法去除了地表建筑物、桥梁和树木等高度，因此保存修改后的dsm数据即为第一修改dem数据。
98.s4其中，在“通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇”的具体方式还可为：利用arcgis中的填洼工具来将汇进行填平，可移除高程数据中的小凹陷。
99.其中，汇是指流向栅格中流向无法被赋予八个有效值之一的一个或一组空间连接像元。
100.其中，汇被视为具有未定义的流向，并被赋予等于其可能方向总和的值。
101.例如，在一个九宫格的格栅中，中心格的高程数据最低，则视为中心格为一个汇，通过填挖工具即可将上述汇填平，以保证生成水系图的线条的流畅性，不会有很多小浮点。
102.具体地说，将初始dsm导入arcgis，利用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—填洼工具，来对dsm中存在的汇进行填平。汇是指流向栅格中流向无法被赋予八个有效值之一的一个或一组空间连接像元。汇被视为具有未定义的流向，并被赋予等于其可能方
向总和的值。使用填洼工具的目的是通过填充dsm栅格数据中的汇来移除高程数据中的小凹陷。
103.s5其中，“通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格图；”的具体方式可为：
104.参见图10，基于填洼结果数据，使用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—流向工具，计算得到流向栅格图。流向栅格数据是以2的n次方来标记8个方向的，在没有汇的情况下，其数值一定是2的n次方。如图5所述，是待分析区域的水流流向分布示意图，图中1表示正东方向，2表示东南方向，4表示正南方向，8表示西南方向，16表示正西方向，32表示西北方向，64表示正北方向，128表示东北方向。
105.s6其中，“通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图；”的具体方式可为：
106.基于流向栅格数据，使用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—流量工具，计算得到流量栅格数据图(图6)。
107.s7其中，所述“将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图”的具体方式可为：将流量格栅图中的格栅的累积量大于2000的格栅赋值为1，将相邻的赋值为1的格栅进行连线得到第二水系图。其中，所述第一阈值为100～10000。
108.其中，参见图7，所述第一阈值可为100～10000，优选为2000。即，此格栅的水流累计量大于2000的，则将其依次连线，生成第二水系图。
109.其中，所述步骤2、步骤3之间还可设置有s4、s5、s6、s7，其中步骤7的第二水系图转化为dsm。
110.具体地说，按照默认的显示方式去表达流量是没有任何意义的。流量统计的实际意义在于在一定流量值时会产生地表径流，在径流达到一定值是成为常规的河流，这才是水文分析要研究的对象。因此，在流量统计之后，必须要对统计的栅格数据进行筛选。条件函数可以实现对流量统计数据进行定义划分。使用arc toolbox—spatial analyst—地图代数—栅格计算器工具，输入con(flow accumulation1》2000,1)，此操作是将栅格中水流累积量大于2000的栅格赋值为1。
111.栅格河网矢量化：打开arc toolbox—spatial analyst—水文分析—栅格河网矢量化，输入河网数据和河流流量数据，得到由dsm计算生成的水系图。如图7第二水系图。
112.其中，所述s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为第二修改dem，并跳转至s3。包括：
113.将第二水系图中的线条赋予宽度a，生成第一面积图形，并将第一水系图的线条的宽度赋予宽度a，生成第二面积图形，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第二阈值时，则判定所述第二水系图的dem为最终dem；当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积小于等于第二阈值时，则将所述第二水系图的dem转化为第一修改dem，并跳转至s3。
114.其中，所述第二阈值可为：第一面积图形的面积的10％～90％,优选为70％。也就是说，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第一面积图形的面积的70％时，
则判定所述第二水系图的dem为最终dem。
115.其中，宽度a为第二水系图中的最长线条的长度的十分之一。当然，所述宽度a也可为一个栅格的对角线的长度。
116.本发明通过上述方式构建一个标准的dem，从而方便得知以何种程度的dsm的处理可使其与标准dem较为接近，从而得出一个由dsm经过较为合适处理后得到的较为接近真实的dem。
117.一种编辑dsm方法的系统，包括
118.输入模块，其用于获取dsm和正射影像；
119.第一转化模块，其用于根据正射影像获取第一水系图；
120.第一处理模块，其用于将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；
121.消除模块，其用于通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；
122.第二转化模块，其用于通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；
123.第三转化模块，其用于通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图；
124.第二处理模块，将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；
125.第三处理模块，其用于判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并重复运行第一处理模块、消除模块、第二转化模块、第三转化模块和第二处理模块。
126.本发明通过将dsm进行浮雕化、terrain filter滤波和average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准dem，从而获得由dsm转化出的更符合真实性的dem。
127.一种终端，所述终端包括：
128.处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
129.其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
130.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得所述终端能够执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
131.实施例2：
132.如图1所示，本实施例提供了一种编辑dsm方法包括如下步骤
133.s1、获取dsm(图2)和正射影像(图3)；
134.s2、根据正射影像获取第一水系图(图4)；
135.s3、将所述dsm浮雕化(图8)，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem(图9)；
136.s4、通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；
137.s5、通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图(图10)；
138.s6、通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图(图11)；
139.s7、将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连
线，生成第二水系图(图7或图12)；
140.s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem(图13)，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。
141.本发明通过将dsm进行浮雕化、terrain filter滤波和average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准dem，从而获得由dsm转化出的更符合真实性的dem。
142.s1其中，所述获取dsm和正射影像包括：通过无人机航拍获取点云数据，构建出dsm和正射影像。
143.其中，所述“获取dsm和正射影像”的具体方式可为：通过无人机获取点云数据，构建出dsm和正射影像。
144.本发明通过无人机直接进行航拍和测量和降低测量成本。
145.其中，本发明可基于大疆精灵4rtk无人机获取目标流域航拍影像，基于arcgis软件生成目标流域边界。就是说，本实例中，可以通过线数据生成工具，如arcgis软件(一个地理信息系统构建和应用平台)中的editor工具，勾绘出目标流域边界，并以kml格式导出。
146.本实例中，可基于kml格式的流域边界及大疆精灵4rtk无人机按照以下步骤获取目标流域航拍影像：载入kml格式流域边界，并通过大区分割法规划大疆精灵4rtk无人机航测路线；设置飞行高度300m，旁向重叠率80％，侧向重叠率80％；大疆精灵4rtk无人机完成航测作业后获取到2227张流域航拍影像。
147.本发明是基于流域航拍影像生成dsm及正射影像：
148.本实例中，可基于三维模型制作工具，如agisoft photoscan professional(一个实景三维建模软件，可对数字图像进行摄影测量处理，并生成3d空间数据)，生成dsm(digital surface model)和正射影像，具体过程为：在photoscan软件中点击【工作流程】，【添加文件夹】，【对齐照片】其中，影像对齐精度设置为高精度；建立密集点云，build dem，build orthomosaic，导出包含了流域地表信息的dem和流域正射影像。此时dem包含了多余的地物信息，为流域的dsm，无法开展某些特定的研究分析。
149.最后，利用arcgis制图功能将dsm(图2)和正射影像(图3)导出查看。
150.s2其中，所述根据正射影像获取第一水系图包括：
151.获取服务器存储的与所述正射影像对应的水系图，并将其转化为第一水系图。
152.所述“根据正射影像获取第一水系图”的具体方式还可为：获取服务器存储的与所述正射影像对应的水系图，并将其转化为第一水系图。
153.具体的说，本发明利用正射影像进行目视解译，人工勾绘出流域实际水系网络。
154.1、首先打开arcgis软件，并加载无人机获取到的、需要提取水系的正射影像。
155.2、选择存放水系的文件夹，右击选择new，新建一个shapefile类型的文件，数据类型选择线。将水系的坐标系与正射影像的坐标系设置为一致。
156.3、新建完成shapefile文件以后，打开arcgis编辑器，并单击开始编辑，此时shapefile处于可编辑状态。在编辑器的下拉菜单里，选择编辑窗口，创建要素，会出现一个用来创建要素的框目。制作水系的时候点一下创建要素窗口里的新建要素，回到主窗口页
面会发现鼠标变成了一个十字形，此时对正射影像进行提取水系处理。
157.提取水系完成以后双击最后一个点完成步骤，单击编辑器下拉菜单保存退出即可，保存并输出人工勾绘的水系图(图4)，即第一水系图。
158.其中，在s3之前将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分格栅。
159.其中，在s3之前即可将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分格栅。换句话说，将每个dsm分割为1408*1124个网格，每个网格就是一个像元。
160.s3其中，所述“将所述dsm浮雕化”的具体方式还可为：利用geomatica focus应用程序中的以浮雕显示，从而得到浮雕化的dsm。
161.本发明通过上述浮雕化的dsm可将原本平滑的图像变得带有分割线，从而便于对其进行滤波处理。
162.具体地说，
163.1、打开geomatica focus应用程序，添加dsm文件，加载到focus的maps选项下。
164.2、在focus菜单栏中，选择layer目录下的dsm，打开dsm编辑界面。
165.显示dsm编辑面板。dsm以阴影浮雕显示(图8)，以便于查看。使用focus工具条上的zoom in放大工具，放大想要编辑的区域。此时会发现初步的正射镶嵌会显示出一些问题，屋顶轮廓线不直，并且树周围有些模糊。
166.其中，参见图9，所述“并进行terrain filter滤波和average filter滤波”的具体方式可为：利用geomatica focus应用程序的terrain filter(flat)滤波，设置参数：size 100(搜索半径)，grandient 40；利用geomatica focus应用程序的average filter滤波，设置参数：size 60，grandient 30。
167.其中，用户可根据实际需求而选择terrain filter(flat)滤波或terrain filter(hilly)，terrain filter(flat)更适合于田野或市区等平坦区域，而terrain filter(hilly)最适合于山区或丘陵地区。
168.其中，average filter滤波可使建筑物的轮廓线变得整齐。
169.具体地说，
170.1、参见图9，进行编辑dsm，去除房屋。在dsm的部分工作区域上绘制一个多边形，创建矢量面，将要编辑的房屋周围的多边形数字化。在dsm编辑窗口选择terrain filter(flat)滤波，size 100(搜索半径)，grandient 40。terrain filter(flat)更适合于田野或市区等平坦区域，而terrain filter(hilly)最适合于山区或丘陵地区。
171.2、去除dsm中森林的小凸起，在dsm的部分工作区域上绘制一个多边形，创建矢量面，将要编辑的森林周围的多边形数字化。在dsm编辑窗口选择average filter滤波，size 60，grandient 30。
172.点击apply应用，会注意到房屋被移除，建筑物的轮廓线变得整齐，树木也不再模糊成片。此时已经通过该方法去除了地表建筑物、桥梁和树木等高度，因此保存修改后的dsm数据即为第一修改dem数据。
173.s4其中，在“通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇”的具体方式还可为：利用arcgis中的填洼工具来将汇进行填平，可移除高程数据中的小凹陷。
174.其中，汇是指流向栅格中流向无法被赋予八个有效值之一的一个或一组空间连接像元。
175.其中，汇被视为具有未定义的流向，并被赋予等于其可能方向总和的值。
176.例如，在一个九宫格的格栅中，中心格的高程数据最低，则视为中心格为一个汇，通过填挖工具即可将上述汇填平，以保证生成水系图的线条的流畅性，不会有很多小浮点。
177.具体地说，将初始dsm导入arcgis，利用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—填洼工具，来对dsm中存在的汇进行填平。汇是指流向栅格中流向无法被赋予八个有效值之一的一个或一组空间连接像元。汇被视为具有未定义的流向，并被赋予等于其可能方向总和的值。使用填洼工具的目的是通过填充dsm栅格数据中的汇来移除高程数据中的小凹陷。
178.s5其中，“通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格图；”的具体方式可为：
179.参见图10，基于填洼结果数据，使用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—流向工具，计算得到流向栅格图。流向栅格数据是以2的n次方来标记8个方向的，在没有汇的情况下，其数值一定是2的n次方。如图5所述，是待分析区域的水流流向分布示意图，图中1表示正东方向，2表示东南方向，4表示正南方向，8表示西南方向，16表示正西方向，32表示西北方向，64表示正北方向，128表示东北方向。
180.s6其中，“通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图；”的具体方式可为：
181.基于流向栅格数据，使用arc toolbox—spatial analyst—水文分析—流量工具，计算得到流量栅格数据图(图6)。
182.s7其中，所述“将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图”的具体方式可为：将流量格栅图中的格栅的累积量大于2000的格栅赋值为1，将相邻的赋值为1的格栅进行连线得到第二水系图。其中，所述第一阈值为100～10000。
183.其中，参见图7，所述第一阈值可为100～10000，优选为2000。即，此格栅的水流累计量大于2000的，则将其依次连线，生成第二水系图。
184.其中，所述步骤2、步骤3之间还可设置有s4、s5、s6、s7，其中步骤7的第二水系图转化为dsm。
185.具体地说，按照默认的显示方式去表达流量是没有任何意义的。流量统计的实际意义在于在一定流量值时会产生地表径流，在径流达到一定值是成为常规的河流，这才是水文分析要研究的对象。因此，在流量统计之后，必须要对统计的栅格数据进行筛选。条件函数可以实现对流量统计数据进行定义划分。使用arc toolbox—spatial analyst—地图代数—栅格计算器工具，输入con(flow accumulation1》2000,1)，此操作是将栅格中水流累积量大于2000的栅格赋值为1。
186.栅格河网矢量化：打开arc toolbox—spatial analyst—水文分析—栅格河网矢量化，输入河网数据和河流流量数据，得到由dsm计算生成的水系图。如图7第二水系图。
187.其中，所述s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。包括：
188.将第二水系图中的线条赋予宽度a，生成第一面积图形，并将第一水系图的线条的
宽度赋予宽度a，生成第二面积图形，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第二阈值时，则判定所述第二水系图的dem为最终dem；当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积小于等于第二阈值时，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。
189.其中，所述第二阈值可为：第一面积图形的面积的10％～90％,优选为70％。也就是说，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第一面积图形的面积的70％时，则判定所述第二水系图的dem为最终dem。
190.其中，宽度a为第二水系图中的最长线条的长度的十分之一。当然，所述宽度a也可为一个栅格的对角线的长度。
191.本发明通过上述方式构建一个标准的dem，从而方便得知以何种程度的dsm的处理可使其与标准dem较为接近，从而得出一个由dsm经过较为合适处理后得到的较为接近真实的dem。
192.一种编辑dsm方法的系统，包括
193.输入模块，其用于获取dsm和正射影像；
194.第一转化模块，其用于根据正射影像获取第一水系图；
195.第一处理模块，其用于将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；
196.消除模块，其用于通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；
197.第二转化模块，其用于通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；
198.第三转化模块，其用于通过流量工具将所述流向栅格图转化为流量栅格数据图；
199.第二处理模块，将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；
200.第三处理模块，其用于判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并重复运行第一处理模块、消除模块、第二转化模块、第三转化模块和第二处理模块。
201.本发明通过将dsm进行浮雕化、terrain filter滤波和average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准dem，从而获得由dsm转化出的更符合真实性的dem。
202.一种终端，所述终端包括：
203.处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
204.其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
205.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得所述终端能够执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。
206.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种编辑dsm方法，其特征在于，包括如下步骤s1、获取dsm和正射影像；s2、根据正射影像获取第一水系图；s3、将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；s4、通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；s5、通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；s6、通过流量工具将所述流向栅格数据图转化为流量栅格数据图；s7、将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。2.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，所述s8、判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3，包括：将第二水系图中的线条赋予宽度a，生成第一面积图形，并将第一水系图的线条的宽度赋予宽度a，生成第二面积图形，当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积大于第二阈值时，则判定所述第二水系图的dem为最终dem；当第一面积图形和第二面积图形的重合的面积小于等于第二阈值时，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并跳转至s3。3.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，所述根据正射影像获取标准dem包括：获取用户绘制的水系图，并将其转化为第一水系图。4.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，所述根据正射影像获取标准dem包括：获取服务器存储的与所述正射影像对应的水系图，并将其转化为第一水系图。5.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，所述第一阈值为100～10000。6.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，所述获取dsm和正射影像包括：通过无人机航拍获取点云数据，构建出dsm和正射影像。7.根据权利要求1所述的一种编辑dsm方法，其特征在于，在s3之前将dsm进行以1408行、1124列作为分割线划分栅格。8.利用权利要求1所述的一种编辑dsm方法的系统，其特征在于，包括输入模块，其用于获取dsm和正射影像；第一转化模块，其用于根据正射影像获取第一水系图；第一处理模块，其用于将所述dsm浮雕化，并进行terrain filter滤波和average filter滤波，输出第一修改dem；消除模块，其用于通过填挖工具消除所述第一修改dem中的汇；第二转化模块，其用于通过流向工具将所述第一修改dem转化为流向栅格数据图；第三转化模块，其用于通过流量工具将所述流向栅格数据图转化为流量栅格数据图；
第二处理模块，将所述流量栅格数据图中的格栅的累积量大于第一阈值的栅格的中点依次连线，生成第二水系图；第三处理模块，其用于判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的dem输出为最终dem，若未超过，则将所述第二水系图的dem转化为dsm，并重复运行第一处理模块、消除模块、第二转化模块、第三转化模块和第二处理模块。9.一种终端，其特征在于，所述终端包括：处理器：用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。10.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得所述终端能够执行如权利要求1-7任一项所述的一种编辑dsm方法。

技术总结
本发明涉及水利工程技术领域，本发明公开了一种编辑DSM方法及其系统、终端、可读存储介质，包括获取DSM和正射影像；根据正射影像获取第一水系图；将所述DSM浮雕化，并进行Terrain filter滤波和Average filter滤波；判断所述第二水系图是否与第一水系图相似度超过第二阈值，若超过，则将所述第二水系图的DEM输出为最终DEM。本发明通过将DSM进行浮雕化、Terrain filter滤波和Average filter滤波从而降低房屋、树木、高架桥对于流向的影响；并通过消除汇的形式，增加第二水系图的准确度；并且不断地对其进行处理，直至所述第二水系图与第一水系图的相似度较高，才将其转化为标准DEM，从而获得由DSM转化出的更符合真实性的DEM。得由DSM转化出的更符合真实性的DEM。得由DSM转化出的更符合真实性的DEM。


技术研发人员：黄光灵 徐勤学 秦湛博 周杨篪 郑金德 朱修贤
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/16