基于BEMD与边缘检测的黄土地貌沟沿线提取方法研究

黄土高原被誉为全球最具有地学研究价值的独特地理区域之一。沟谷侵蚀是黄土地貌中最有活力、最具变化、最富特色的地表形态塑造过程。沟沿线作为黄土地貌重要的地形特征线，分割了沟间地和沟谷地，地处切、冲沟发育最成熟的部位，其动态变化直观体现了黄土高原沟谷侵蚀的形态差异。因此，以沟沿线为切入点，面向黄土高原典型小流域，综合不同地貌类型，研究不同空间分辨率下的沟沿线提取结果随尺度的变化规律，并探索沟沿线与黄土高原地貌形态、结构的映射机制，对于研究黄土高原沟谷侵蚀的空间分异格局，为黄土高原区域的水土保持治理具有重要的意义。本研究在分析沟沿线形态特征的基础上，融入信息与信号处理与图像处理等相关理论方法，实现黄土地貌研究从空间域向频率域的转换。首先采用 BEMD 方法从频率域视角对高精度 DEM 进行多尺度分解，获取沟沿线的固有属性信息，其次引入形态学方法及Sobel、Roberts、Prewitt、LOG等边缘检测算子进行沟沿线的提取，最后对比分析沟沿线提取结果，选择最适宜的算子及阈值，结合现有沟沿线提取的结果评价本研究的提取精度。结果表明，本文方法可以较好地挖掘沟沿线的细节特征信息，并结合边缘检测方法实现了对沟沿线的自动提取，提高了沟沿线的提取精度，保持了沟沿线的完整性，也验证了该方法对黄土高原不同地貌类型的适用性。