The grain size distribution (GSD) of a river bed is fundamental information required for studies of fluvial, morphological, and ecological processes. To achieve higher efficiency, numerous efforts have been devoted to developing the techniques of automated grain sizing. These techniques can be categorized as the image-based or topography-based approach according to the input data used. Each category is further subdivided into three groups based on the output result, namely: individual GSD, statistical GSD, or characteristic grain sizes. Existing software for automated grain sizing covers the image-based approaches for all three types of output, and topography-based approaches for statistical GSD and characteristic grain sizes. To date, however, no software has been developed that uses 3D topographic data to delineate individual grains and estimate their GSD. Here, we present a first-ever topography-based software tool, FKgrain, for automated grain segmentation and sizing. FKgrain adopts factorial kriging to decompose the grain-scale component of digital elevation model (DEM), whose zero-level contours are then used as the input for morphological grain segmentation. FKgrain exports the shapefiles of the delineated grains and their ellipse fits, whose minor axes can be used to derive the individual GSD. An application example demonstrates that FKgrain is efficient in producing useful results that are comparable to those obtained by traditional, time-consuming and laborious manual digitization of grain images.

河床的粒度分布 (GSD) 是研究河流、形态和生态过程所需的基本信息。为了实现更高的效率，人们付出了很多努力来开发自动粒度分级技术。根据所使用的输入数据，这些技术可以分为基于图像或基于地形的方法。每个类别根据输出结果进一步细分为三组，即：个体 GSD、统计 GSD 或特征粒度。现有的自动粒度测量软件涵盖了所有三种类型输出的基于图像的方法，以及用于统计 GSD 和特征粒度的基于地形的方法。然而迄今为止，尚未开发出使用 3D 地形数据来描绘单个谷物并估计其 GSD 的软件。在这里，我们展示了第一个基于地形的软件工具 FKgrain，用于自动进行颗粒分割和大小调整。FKgrain 采用阶乘克里金法对数字高程模型 (DEM) 的颗粒尺度分量进行分解，然后将其零级轮廓用作形态颗粒分割的输入。FKgrain 导出描绘颗粒的形状文件及其椭圆拟合，其短轴可用于导出单个 GSD。一个应用示例表明，FKgrain 在产生有用的结果方面是有效的，这些结果与通过传统、耗时且费力的人工谷物图像数字化获得的结果相当。用于自动谷物分割和分级。FKgrain 采用阶乘克里金法对数字高程模型 (DEM) 的颗粒尺度分量进行分解，然后将其零级轮廓用作形态颗粒分割的输入。FKgrain 导出描绘的颗粒的形状文件及其椭圆拟合，其短轴可用于导出单个 GSD。一个应用示例表明，FKgrain 在产生有用的结果方面是有效的，这些结果与通过传统、耗时且费力的人工谷物图像数字化获得的结果相当。用于自动谷物分割和分级。FKgrain 采用阶乘克里金法对数字高程模型 (DEM) 的颗粒尺度分量进行分解，然后将其零级轮廓用作形态颗粒分割的输入。FKgrain 导出描绘的颗粒的形状文件及其椭圆拟合，其短轴可用于导出单个 GSD。一个应用示例表明，FKgrain 在产生有用的结果方面是有效的，这些结果与通过传统、耗时且费力的人工谷物图像数字化获得的结果相当。FKgrain 导出描绘的颗粒的形状文件及其椭圆拟合，其短轴可用于导出单个 GSD。一个应用示例表明，FKgrain 在产生有用的结果方面是有效的，这些结果与通过传统、耗时且费力的人工谷物图像数字化获得的结果相当。FKgrain 导出描绘的颗粒的形状文件及其椭圆拟合，其短轴可用于导出单个 GSD。一个应用示例表明，FKgrain 在产生有用的结果方面是有效的，这些结果与通过传统、耗时且费力的人工谷物图像数字化获得的结果相当。