作为地形骨架最重要的特征线,山谷线和山脊线在自动地貌综合、水文分析、地理信息系统建设等方面有着重要的应用。因此,从地形图中快速准确地识别出山谷线和山脊线是十分有必要的。基于流水过程的地形特征识别方法根据地表水流倾向于从地势高的地方流向地势低的地方的自然规律,模拟流水过程,将地形特征转移到累积的水量数据中。相比其他的地形特征识别方法提取结果更加符合全局特征和真实地貌。但是,该方法存在计算量大且局部易出现“平行线”等问题,论文针对这些问题提出了一种改进算法。改进算法采用四方向流水模拟的水量累积方法,能够有效地降低计算量,然后使用图像处理技术从水量累积矩阵提取地形特征,提取结果更加精细平滑,更加符合真实地形结构,而且不会出现“平行线”问题。本文完成的主要工作总结如下:1.从算法原理、设计与实现和识别效果三个方面深入研究了传统的基于流水过程的识别方法,分析了其存在的问题和待改进的方向。2.针对传统算法计算量大的问题,采用四方向流水模拟的水量累积方案,相比传统算法减少了很多重复及迭代计算,能够快速有效地实现水量累积。且该方案不要求每个格网水流导流至地形边缘,减少了洼地处理和平地流向确定过程中的计算,极大地提升了算法的整体效率。3.针对完成水量累积的水量矩阵,改进算法加入滤波、空白填充、细化等图像处理技术,相比传统的直接将特征点进行连线提取地形特征方法,提取结果更加的平滑精细,且不会出现“平行线”问题,更加符合真实地形结构。4.通过实验从时间效率和提取结果两方面对传统算法和改进算法进行了对比分析,证明了改进算法的准确性和有效性。5.对改进算法实现过程中可能影响提取结果的扫描顺序、水量阈值和细化算法等进行了实验测试,根据实验结果选择合适的参数,进一步验证了改进算法的优越性。综合改进算法的参数试验结果、与传统算法的对比实验结果,以及两种算法提取过程的运行时间,得出了改进算法在时间效率和提取效果两方面均要优于传统算法的结论,证明了改进算法是一种快速有效的基于流水过程的地形特征识别方法。