[发明专利]一种利用无人机影像快速反演河道流量的方法

权利要求书

1.一种利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)无人机水面以上河流形态获取；

2)水下、水上断面耦合；

3)根据无人机影像获取河宽、比降、糙率的水力参数；

4)无人机遥感影像反演河道流量。

2.根据权利要求1所述的利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：所述步骤1)使用UAV野外获取高重叠度立体像对，经Pix4Dmapper软件处理得到高分辨率地形数据；其处理流程包括数据导入、初始化处理、点云加密、先生成数字表面模型和正射影像图，再生成高精度的数字正射影像图DOM、数字表面模型DSM及影像点云。

3.根据权利要求2所述的利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：所述步骤2)UAV航片只能获取陆上地形变化趋势,难以获取水下地形变化信息，为得到完整的大断面数据，水上地形使用UAV实测得到河段DSM，然后结合ArcGIS空间分析工具3D Analyst模块确定水面以上的河流大断面；在有实测水下大断面的站点，基于水面高程和起点距耦合上述UAV确定的水上大断面和实测的水下大断面，形成完整的监测站点的河流大断面。

4.根据权利要求3所述的利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：所述步骤3)利用无人机对每个站点附近河道拍摄200～300张低空遥感影像，生成正射影像、影像点云以及DSM；在选取的河道的大断面上，用3D Analyst模块标注一条垂直于河道的直线，沿直线生成河流大断面，直接量取大断面水面宽度；在生成的大断面上游、下游各300m用同样的方式生成大断面，根据两个大断面的水面高程高差与河段距离计算得到河道比降；为计算准确，计算河段多个比降取其均值；糙率计算需要目视解译，根据完整的遥感影像，辨别河岸两侧植被、护坡状况、土壤类型、水面宽度确定相应糙率。

5.根据权利要求4所述的利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：有地面实测大断面资料时对于自然或近自然大断面：基于卫星或无人机影像确定糙率、比降、河宽，使用已开发的“耦合遥感与地面数据的河道流量计算程序”计算河道流量；对于人工大断面，先用无人机确定糙率、比降、河宽，再基于实测大断面和曼宁公式生成“水位-流量关系曲线”，根据遥感影像上水面的升降推算水位，基于曲线计算流量。

6.根据权利要求4所述的利用无人机影像快速反演河道流量的方法，其特征在于：无地面实测大断面资料时基于无人机测量所得水面以上出露的大断面，基于河流形态拟合水下大断面，再根据有地面实测大断面资料时思路展开流量计算。