[发明专利]一种基于遥感数据的全河段河道断面面积动态监测方法

说明书

本发明涉及一种基于遥感数据的全河段河道断面面积动态监测方法，属于水利遥感应用技术领域。本发明先对预处理之后的遥感影像进行水体提取，将提取的水体数据转化为矢量数据，通过对矢量数据进行测量获取全河道的河宽数据，构建相同位置不同时刻水位h与河宽k的相关关系式，再通过积分的方式计算该位置某时刻断面面积S，然后构建相同位置不同时刻断面面积S与河宽k的相关性关系式，利用获取的全河道的河宽数据与各位置的水位数据进行上述计算，实现全河道断面面积动态监测。本发明能实现大范围、全河道的河道断面面积快速监测，为河道流量的准确计算，提供准确的断面面积数据，为河流防洪提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于遥感数据的全河段河道断面面积动态监测方法，属于水利遥感应用技术领域。

背景技术

河流作为关键的地表水资源，河流水量的变化对生态保护、饮水安全、防洪灌溉等具有重要的影响。河道断面面积作为河道流量计算的重要组成部分，实现全河道的河道断面面积动态监测，可以极大的提升河流水量的监测精度，对河道防洪具有重要意义。目前，对河道断面的监测主要是通过选取关键断面进行现场的断面测绘。但是这些方法时效性差、经济成品高，也无法实现全河道的断面测绘。

对于利用遥感影像获取的，多通过学习建立水利模型，如公开号为CN 111553226A的中国专利公开了一种基于遥感解译技术提取河流监测断面水面宽度的方法，包括：构建Bi-LSTM模型，得到河道流量数据；构建河道水面宽水力模型：并基于遥感检测和线性拟合方法进行水面宽水力模型的系数求解，得到最优的水面宽水力模型，求得高精度的河道断面水面宽表达式。该技术主要针对河道某一处特定位置进行模型计算，不具备全河道推广的能力，难以准确表示不同河段的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足而提供一种基于遥感数据的全河段河道断面面积动态监测方法，该方法主要基于遥感数据对河道进行长时间提取，并获取河道上相关测站的水位数据，通过构建水位-河宽的相关关系，利用积分获取水位-断面面积关系，实现由水位到断面面积的快速获取。

本发明采取的技术方案为：

一种基于遥感数据的全河段河道断面面积动态监测方法，包括步骤如下：

S1. 获取需要监测河道的长时间序列、高精度的遥感影像，对遥感影像数据进行预处理，获取预处理后的遥感影像；利用已建成的水位监测站点获取河道上相关水位监测站点的水位数据信息、获取时间、地理坐标信息，并利用反距离权重对无监测设备的河道位置的水位信息沿河道进行插值；

S2. 对预处理之后的遥感影像进行水体提取，水体提取采用归一化水指数，将提取的矢量格式的水体数据转化为矢量数据，通过对矢量数据进行测量获取河道的河宽数据；

S3. 根据步骤S1相同地理坐标的水位数据和获取的时间、相同地理坐标在对应时间的遥感影像由步骤S2获得的对应的河宽数据进行相关性分析，构建相同位置不同时刻水位 h与河宽 k的相关关系式：

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S4. 利用水位-河宽的相关性关系，通过积分的方式计算相同位置某时刻断面面积 S，构建同一地理坐标位置某一时刻断面面积 S与相同时刻对应河宽 k的相关性关系式：

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