水系提取演算法（d8）的matlab實現
d8演算法是當今非常成熟的提取水系（或分水嶺）的計算機實現方法。這裡筆者結合自身的程式設計實踐介紹d8演算法的matlab實現過程，謹與大家分享。
d8演算法分為兩部分實現：每個柵格點水流方向的計算；每個柵格點匯水面積的計算。
1、水流方向的計算
在水流方向的計算中，本人結合matlab內嵌的濾波工具，利用乙個簡單的非線性濾波來實現，具體內容包括乙個自己編輯的確定水流方向的函式flowdirection和若干指令碼命令，如下：
以下是自己編輯的flowdirection函式**：
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);
else
r(j)=(a(5,i)-a(j,i))/sqrt(2);
endif r(j)>b
b=r(j);
k=j;
endendoutput(i)=k;
end執行的指令碼**如下：
>> uiopen('f:\課件\2009田淑芳\正射校正\',1)%開啟dem高程資料，生成的資料矩陣名可自行定義，這裡預設為dem
>>dem=mat2gray(dem);%高程資料歸一化處理
>>dem=padarray(dem,[1 1],'replicate');%對資料邊緣進行自動填充
>>direc8=colfilt(dem,[3 3],'sliding',@flowdirection);%執行非線性濾波，得到方向矩陣，得到的值分別為.其方向意義如上圖矩陣所示，如1代表北西向，8代表正東
1、匯水面積的計算
這裡筆者根據自己的程式設計實踐經驗，給出乙個函式來計算不同視窗大小下匯水面積的大小。函式**如下：
function f=flowareax(a,x)
%引數a為水流方向矩陣，x為表徵視窗大小的引數，
b=a;
[m n]=size(b);
f=ones([m+2 n+2 x]);%預設每點有一初始水量
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;
else
f(i+2,j+2,1)=f(i+2,j+2,1)+1;
endendend%通過該迴圈確定經過一步流動時某一點水流量
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);
elseif a(i,j)==2
f(i+1,j,s)=f(i+1,j,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==3
f(i+2,j,s)=f(i+2,j,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==4
f(i,j+1,s)=f(i,j+1,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==6
f(i+2,j+1,s)=f(i+2,j+1,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==7
f(i,j+2,s)=f(i,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
elseif a(i,j)==8
f(i+1,j+2,s)=f(i+1,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
else
f(i+2,j+2,s)=f(i+2,j+2,s)+f(i+1,j+1,s-1);
end end
endendf=f(2:m+1,2:n+1,:);
該函式的執行結果為乙個三維資料體，其中f（:,:,1）、f(:
,:,2)、。。。。f(:
,:,x)依次代表了不同視窗下每個柵格點的匯水面積，可以根據對比他們的效果並且根據需要選擇不同的資料層。
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