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龙图腾网获悉西北农林科技大学申请的专利一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115239894B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210511956.2，技术领域涉及：G06T17/05；该发明授权一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法是由张宏鸣;许伊昆;杨勤科;倪锦程;樊晓;闫壮;孙雨薇;任雨含设计研发完成，并于2022-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法，适用于地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法设计和实现，能提升LS因子提取效率，并且设计的针对大尺度LS因子的计算流程，完善了大尺度LS因子提取的方式；该方法可快速有效地对基于高分辨率全球尺度SRTM1进行LS因子的提取与计算；包括如下步骤：步骤1、数据分块：步骤2、添加缓冲区并将栅格数据格式转化为ASCII数据：步骤3、带缓冲区数据的LS因子提取：步骤4、ASCII结果数据格式转化并提取不带缓冲区各LS因子数据：步骤5、数据融合提取所需尺度的地理坐标系栅格LS因子；将步骤4得到的LS因子数据通过Arcmap软件中的镶嵌工具融合即可得到所需尺度的地理坐标系下栅格LS因子。

本发明授权一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于大尺度地理坐标系栅格数据的LS因子提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、数据分块：步骤1.1、将所需尺度地理坐标系栅格各块数据通过Arcmap镶嵌工具融合为一整个大块栅格；步骤1.2、按实际需要将大块栅格数据通过Arcmap裁剪工具规则划分为小块；步骤2、添加缓冲区并将栅格数据格式转化：步骤2.1、通过Arcmap软件中的镶嵌工具，将划分后的每一单块地理坐标系栅格数据，考虑当前数据块周围四个方向，当存在栅格数据时，添加1°缓冲区范围数据进行数据融合；步骤2.2、通过Arcmap软件中的栅格转文本工具将融合的栅格数据转为ASCII数据格式；步骤3、带缓冲区数据的LS因子提取：步骤3.1、创建日志文件；步骤3.2、读取ASCII数据头文件和高程及LS因子提取中的参数信息；步骤3.3、对地理坐标系栅格数据进行无值点和洼地的填充并更新高程值；步骤3.4、遍历高程二维数组计算坡度、流向和单元坡长；申请存储坡度、流向和单元坡长的矩阵空间，每次遍历高程矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果是无值点直接将坡度记为“0”并跳过该点进入下一个点的判断；如果不为无值点则根据D8流向算法思想，按公式1方式计算最大坡度值作为该栅格的坡度记录在坡度矩阵中：其中Ec代表中心栅格的高程值，Ei代表当前栅格的高程值，cellsize为当前栅格与中心栅格的距离，其中栅格的南北方向距离记为hx，栅格的东西方向距离记为hy，栅格的对角线方向距离记为diagcellsize，hx和hy由式23得出，diagcellsize根据hx和hy由勾股定理计算得出，其中θ为地理坐标系栅格像元南北宽度；将平地与洼地情况下的坡度设定为0.1，重复上述步骤直至所有有值点坡度计算完成；将坡度最大值所在方向定为该栅格的流向，依据对应方向流向编码将值记录在流向矩阵中，重复上述步骤直至所有有值点流向计算完成；将cellsize值作为单元坡长值记录在单元坡长矩阵中；slope＝maxdeg·arctanEc-Eicellsize1hx＝30.88747912hy＝30.8874791·cosθ3步骤3.5、遍历对应二维数组，计算初始汇水面积和初始坡长以及汇水面积:Step1：计算初始汇水面积，申请存储初始汇水面积的矩阵空间，每次遍历高程矩阵和流向矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据流向矩阵和累计栅格个数记录初始化汇水面积；其中栅格的面积等于长与宽的乘积，即hx·hy，此面积即初始汇水面积值；重复上述步骤直至所有有值点初始汇水面积赋值完成；Step2：计算初始坡长，申请存储初始坡长的矩阵空间，每次遍历高程矩阵和流向矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据流向矩阵和单元坡长矩阵记录初始化坡长；其中单元坡长值为初始坡长值；重复上述步骤直至所有有值点初始坡长赋值完成；Step3：计算汇水面积，申请存储汇水面积的矩阵空间，遍历流向矩阵和初始汇水面积矩阵，将流向当前栅格的汇水面积值的和记为amount；比较amount与当前栅格的汇水面积值，选择较大值作为当前栅格的汇水面积值；正向遍历整个初始化汇水面积数组，计算整个栅格数据的汇水面积值；反向遍历整个初始化汇水面积数组，计算整个栅格数据的汇水面积值；如果正反两边的过程中都没有发生将amount的值赋值给当前栅格的汇水面积值的操作，说明汇水面积提取完成结束循环，否则重头重复继续循环计算；重复上述步骤直至所有点汇水面积赋值完成；步骤3.6、遍历对应二维数组，根据坡度截断和沟道截断计算累计坡长以及出入口坡长：Step1：设置坡道截断和沟道截断；申请存储截断值的矩阵空间；每次遍历高程矩阵时，判断当前栅格是否为无值点，并考虑以下截断情况：如果无值则将该点设置为截断，否则设置成不是截断；遍历坡度矩阵，以坡度的5％作为分界点，小于5％，截断因子设置为0.7；大于等于5％时，截断因子值设置为0.5；当栅格坡度与截断因子的乘积大于流出方向的栅格坡度时，将栅格设置为截断；遍历汇水面积矩阵，判断栅格的汇水面积值是否大于设定的河网阈值，如果是则将栅格设置为截断，否则不设为截断；重复上述步骤设置每个栅格的截断；Step2：计算累计坡长，申请存储累计坡长的矩阵空间，遍历截断矩阵和初始坡长矩阵，先判断当前栅格是否为截断，如果截断则当前栅格的坡长等于初始坡长的一半，如果不截断则当前栅格的初始坡长不变；重复上述步骤设置计算每个栅格加入截断后的初始坡长到初始坡长数组中；再申明临时变量total初始值设置为0；遍历流向矩阵，假设栅格a是当前栅格c周围相邻的一个栅格，而且栅格a的流向指向栅格c，如果栅格a截断则total加上栅格a坡长的一半，如果不截断则total加上栅格a的坡长值；用此方法计算流向当前栅格的坡长值的和记为total；比较total与当前栅格的坡长值，选择较大值作为当前栅格的坡长值；正向遍历整个初始化坡长数组，计算整个栅格数据的坡长值；反向遍历整个初始化坡长数组，计算整个栅格数据的坡长值；如果正反两边的过程中都没有发生将total的值赋值给当前栅格的坡长值的操作，说明累计坡长提取完成结束循环，否则重头重复继续循环计算；重复上述步骤直至所有点累计坡长赋值完成；Step3：计算出入口坡长，申请存储出口和入口坡长的矩阵空间，每次遍历高程矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据流向矩阵、初始坡长矩阵和累计坡长矩阵计算当前栅格的入口坡长和出口坡长；重复上述步骤直至所有有值点出、入口坡长赋值完成；步骤3.7、遍历对应二维数组，计算S因子与L因子：Step1：计算S因子，申请存储坡度因子S的矩阵空间；每次遍历高程矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据坡度矩阵，依据公式4计算S因子值；重复上述步骤遍完成每一个栅格的S因子计算；式中θ为坡度； Step2：计算L因子，申请存储坡长因子L的矩阵空间；每次遍历高程矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据出入口坡长矩阵，依据公式5和6计算分段坡L值；其中当入口坡长小于出口坡长值时，使用公式6，否则使用公式6；重复上述步骤遍完成每一个栅格的L因子计算；式中λ为坡长，m为坡长指数，λout、λin分别为栅格出口及入口的坡长m；L＝λ22.13m5 步骤3.8、遍历对应二维数组，计算LS因子：申请存储坡度坡长因子LS的矩阵空间；每次遍历高程矩阵时，先判断当前栅格是否为无值点；如果无值进行下一个栅格计算，有值则根据L因子和S因子矩阵，依据公式7计算LS因子值；重复上述步骤遍完成每一个栅格的LS因子计算；LS＝L·S7步骤4、ASCII结果数据格式转化并提取不带缓冲区各LS因子数据：步骤4.1，通过Arcmap软件中的ASCII转栅格工具将各块带缓冲区的LS因子数据转化回栅格数据；步骤4.2，通过Arcmap软件中的裁剪工具，使用各未带缓冲区的分块栅格数据裁剪上述所得的LS因子栅格数据；步骤5、数据融合提取所需尺度的地理坐标系栅格LS因子；将步骤4得到的LS数据通过Arcmap软件中的镶嵌工具融合即可得到所需尺度的地理坐标系下栅格LS因子。

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