DepressionFilling.java

package heyingzhe;

public class DepressionFilling {

    // 定义邻域的8个方向：右、右下、下、左下、左、左上、上、右上
    private static final int[] DX = {1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1};
    private static final int[] DY = {0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1};

    /**
     * 填洼算法，返回填洼后的 DEM 数组
     *
     * @param dem 输入的 DEM 数组，表示地形高度
     * @return 填洼后的 DEM 数组
     */
    public static int[][] fillDepressions(int[][] dem) {
        int rows = dem.length;
        int cols = dem[0].length;
        int[][] filledDEM = new int[rows][cols];

        // 将结果数组初始化为输入的 DEM 数组
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                filledDEM[i][j] = dem[i][j];
            }
        }

        // 遍历整个 DEM 数组，逐个点进行填洼操作
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                // 跳过无效数据 -9999 的点
                if (dem[i][j] == -9999) continue;

                int currentValue = dem[i][j];
                int minValue = currentValue;

                // 检查周围8个邻域，获取邻域中的最小值
                for (int k = 0; k < 8; k++) {
                    int nx = i + DX[k];
                    int ny = j + DY[k];

                    // 确保邻域在有效范围内
                    if (nx >= 0 && nx < rows && ny >= 0 && ny < cols) {
                        int neighborValue = dem[nx][ny];

                        // 只选择邻域中较低的有效值
                        if (neighborValue < currentValue && neighborValue != -9999) {
                            minValue = Math.min(minValue, neighborValue);
                        }
                    }
                }

                // 如果当前点是低洼区域且需要填洼，更新它的值
                if (minValue < currentValue) {
                    filledDEM[i][j] = minValue;
                }
            }
        }

        return filledDEM;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例 DEM 数组
        int[][] dem = {
                {100, 100, 100, 100, 100},
                {100, 50, 40, 50, 100},
                {100, 40, 30, 40, 100},
                {100, 50, 40, 50, 100},
                {100, 100, 100, 100, 100}
        };

        // 输出填洼后的 DEM 数组
        int[][] filledDEM = fillDepressions(dem);

        // 打印结果
        for (int i = 0; i < filledDEM.length; i++) {
            for (int j = 0; j < filledDEM[i].length; j++) {
                System.out.print(filledDEM[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}