本發(fā)明涉及水文遙感，具體涉及一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前分析蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程有地面測(cè)站監(jiān)測(cè)、水動(dòng)力模型模擬、遙感監(jiān)測(cè)三種方法。傳統(tǒng)的地面站監(jiān)測(cè)方法是通過(guò)水文實(shí)測(cè)站點(diǎn)獲取的水文數(shù)據(jù)分析整個(gè)蓄滯洪區(qū)內(nèi)的汛情狀況。但水文測(cè)站只能獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，難以形成完整的面上的信息，且突發(fā)性特大洪水可能導(dǎo)致測(cè)站設(shè)備損壞或通信中斷，影響數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性。

2、水動(dòng)力模型通過(guò)求解圣維南方程組或淺水方程對(duì)蓄滯洪區(qū)內(nèi)水面線、流量等水文參數(shù)進(jìn)行模擬，是目前研究蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)過(guò)程最常用的方法。但是由于水文水力學(xué)模型建模復(fù)雜，且受計(jì)算條件、數(shù)據(jù)觀測(cè)與采集手段的限制，其實(shí)用性有限。

3、遙感監(jiān)測(cè)因能大范圍、高時(shí)效性、非接觸式地獲取信息，能準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地把握整個(gè)蓄滯洪區(qū)的汛情狀況及其發(fā)展變化趨勢(shì)，逐漸成為現(xiàn)代洪水監(jiān)測(cè)的主要手段之一。但由于退水階段受氣候、地形及人類活動(dòng)等多種因素影響，其間排水歷程較為復(fù)雜，目前對(duì)蓄滯洪區(qū)應(yīng)用過(guò)程的研究主要集中在模擬漲水階段的洪水演進(jìn)過(guò)程，退水階段內(nèi)排水歷程及主要排水途徑的相關(guān)研究并未深入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的蓄滯洪區(qū)排水歷程較為復(fù)雜，退水階段內(nèi)排水歷程及主要排水途徑的相關(guān)研究并未深入、水情信息不明等問(wèn)題，能獲得蓄滯洪區(qū)應(yīng)用規(guī)律和水情信息，為蓄滯洪區(qū)退水工作提供參考。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，包括：

3、步驟1、獲取蓄滯洪區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和dem數(shù)據(jù)；

4、步驟2、對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到符合要求的遙感影像，并根據(jù)遙感影像確定淹沒(méi)范圍和淹沒(méi)面積；

5、步驟3、從淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界，形成多個(gè)閉合的淹沒(méi)區(qū)域；

6、步驟4、根據(jù)淹沒(méi)區(qū)域和dem數(shù)據(jù)得出淹沒(méi)區(qū)域各點(diǎn)的淹沒(méi)水深，再計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)域的蓄滯水量；

7、步驟5、繪制淹沒(méi)面積和蓄滯水量的變化過(guò)程曲線，得出淹沒(méi)面積的變化速率和蓄滯水量的變化速率，劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，遙感影像數(shù)據(jù)包括以珞珈二號(hào)01星采集的sar影像數(shù)據(jù)為主，哨兵1號(hào)、涪城1號(hào)、高分3號(hào)為輔的多源遙感數(shù)據(jù)。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，預(yù)處理的方式包括幾何校正、斑點(diǎn)噪聲抑制和剪裁配準(zhǔn)。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，步驟3采用canny算子法從淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，步驟4具體包括：

12、將dem數(shù)據(jù)分配給淹沒(méi)區(qū)域的邊界點(diǎn)，并通過(guò)arcgis統(tǒng)計(jì)每個(gè)邊界點(diǎn)的dem值，得到水體邊緣的多個(gè)水面高程值及對(duì)應(yīng)的出現(xiàn)次數(shù)，計(jì)算加權(quán)平均數(shù)得到淹沒(méi)區(qū)域的水面高程；

13、將淹沒(méi)區(qū)域的各邊界點(diǎn)的dem值視為其水底高程，由水面高程與水底高程之差計(jì)算淹沒(méi)水深；

14、根據(jù)淹沒(méi)面積和淹沒(méi)水深通過(guò)二重積分計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)域的蓄滯水量。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，得出淹沒(méi)面積的方法為：

16、從遙感影像中提取水體，結(jié)合gis計(jì)算出淹沒(méi)面積。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，步驟5中，劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程包括：

18、將蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程劃分為四個(gè)階段：漲水階段、自排階段、混排階段和抽排階段。

19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，在步驟5之后，方法還包括：

20、獲取蓄滯洪區(qū)的水位變化量和蒸發(fā)量；

21、根據(jù)水位變化量和蒸發(fā)量分析蓄滯洪區(qū)的退水路徑。

22、第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的裝置，包括：

23、獲取單元，用于獲取蓄滯洪區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和dem數(shù)據(jù)；

24、確定單元，用于對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到符合要求的遙感影像，并根據(jù)遙感影像確定淹沒(méi)范圍和淹沒(méi)面積；

25、提取單元，用于從淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界，形成多個(gè)閉合的淹沒(méi)區(qū)域；

26、計(jì)算單元，用于根據(jù)淹沒(méi)區(qū)域和dem數(shù)據(jù)得出淹沒(méi)區(qū)域各點(diǎn)的淹沒(méi)水深，再計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)域的蓄滯水量；

27、處理單元，用于繪制淹沒(méi)面積和蓄滯水量的變化過(guò)程曲線，得出淹沒(méi)面積的變化速率和蓄滯水量的變化速率，劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程。

28、本發(fā)明提供的一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法及裝置，該方法包括：步驟1、獲取蓄滯洪區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和dem數(shù)據(jù)；步驟2、對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到符合要求的遙感影像，并根據(jù)遙感影像確定淹沒(méi)范圍和淹沒(méi)面積；步驟3、從淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界，形成多個(gè)閉合的淹沒(méi)區(qū)域；步驟4、根據(jù)淹沒(méi)區(qū)域和dem數(shù)據(jù)得出淹沒(méi)區(qū)域各點(diǎn)的淹沒(méi)水深，再計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)域的蓄滯水量；步驟5、繪制淹沒(méi)面積和蓄滯水量的變化過(guò)程曲線，得出淹沒(méi)面積的變化速率和蓄滯水量的變化速率，劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程。本發(fā)明能獲得蓄滯洪區(qū)應(yīng)用規(guī)律和水情信息，為蓄滯洪區(qū)退水工作提供參考。

技術(shù)特征：

1.一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，所述遙感影像數(shù)據(jù)包括以珞珈二號(hào)01星采集的sar影像數(shù)據(jù)為主，哨兵1號(hào)、涪城1號(hào)、高分3號(hào)為輔的多源遙感數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，所述預(yù)處理的方式包括幾何校正、斑點(diǎn)噪聲抑制和剪裁配準(zhǔn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，所述步驟3采用canny算子法從所述淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，得出所述淹沒(méi)面積的方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，所述步驟5中，所述劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法，其特征在于，在所述步驟5之后，所述方法還包括：

9.一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于遙感影像反演蓄滯洪區(qū)水情信息的方法及裝置，該方法包括：步驟1、獲取蓄滯洪區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)；步驟2、對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到符合要求的遙感影像，并根據(jù)遙感影像確定淹沒(méi)范圍和淹沒(méi)面積；步驟3、從淹沒(méi)范圍中提取水陸邊界，形成多個(gè)閉合的淹沒(méi)區(qū)域；步驟4、根據(jù)淹沒(méi)區(qū)域和DEM數(shù)據(jù)得出淹沒(méi)區(qū)域各點(diǎn)的淹沒(méi)水深，再計(jì)算出淹沒(méi)區(qū)域的蓄滯水量；步驟5、繪制淹沒(méi)面積和蓄滯水量的變化過(guò)程曲線，得出淹沒(méi)面積的變化速率和蓄滯水量的變化速率，劃分蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用過(guò)程。本發(fā)明能獲得蓄滯洪區(qū)應(yīng)用規(guī)律和水情信息，為蓄滯洪區(qū)退水工作提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員：張艷軍,唐玉潔,顧文權(quán),歐夢(mèng)麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23