获取和监测长序列连续自然河流流量的遥感水文站方法
摘要文本
本发明公开一种获取和监测长序列连续自然河流流量的遥感水文站方法，包括无人机河道断面测量、断面水下地形测量、三维数字河道构建、卫星遥感水面宽度批量提取、断面流量计算和历史数据反演。选定河流监测断面，利用无人机开展控制飞行，获取断面地形信息，利用野外实测数据构建断面三维数字河道模型，利用多源卫星遥感数据和自研发水面宽提取算法，获取断面水面宽度数据驱动三维数字河道模型及流量公式开展流量监测；利用卫星遥感反演历史水面宽度数据，实现断面长时间序列连续历史流量计算。本发明方法弥补了传统水文站无法监测的重要支流和中小河流流量的技术空白，解决了无水文资料区水位数据获取问题，同时为水文模型参数率定和结果验证提供流量数据。
申请人信息
- 申请人:北京师范大学; 生态环境部卫星环境应用中心; 西藏农牧学院
- 申请人地址:100088 北京市海淀区新街口外大街19号
- 发明人: 北京师范大学; 生态环境部卫星环境应用中心; 西藏农牧学院
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 获取和监测长序列连续自然河流流量的遥感水文站方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311564799.2 |
| 申请日 | 2023/11/22 |
| 公告号 | CN117723120A |
| 公开日 | 2024/3/19 |
| IPC主分类号 | G01F1/002 |
| 权利人 | 北京师范大学; 生态环境部卫星环境应用中心; 西藏农牧学院 |
| 发明人 | 娄和震; 杨胜天; 赵长森; 王鹏飞; 王雪蕾; 巩同梁; 王娟 |
| 地址 | 北京市海淀区新街口外大街19号; 北京市朝阳区育慧南路1号A座5层; 西藏自治区林芝市巴宜区学院路8号 |
专利主权项内容
1.一种获取和监测长序列连续自然河流流量的遥感水文站方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、无人机河道断面测量：根据所选的河流关键断面的位置，到达现场后开展无人机野外控制飞行，通过无人机河道断面测量，获取监测断面无人机影像数据；步骤二、河道断面水下地形测量：包括实际的水深测量、多点流速测量、坡降测量和糙率数据；步骤三、构建三维数字河道模型：对步骤一获得的无人机影像数据进行处理，输出数字表面模型和数字正射影像，获得水面上基础地形数据，结合步骤二获得的河道断面水下地形测量数据，将水面以上的高程变化和水下地形进行拟合，合并生成完整的三维数字河道模型；对于每个三维数字河道模型，指定的每个河宽对应着相应的水位、过流面积、水力半径和湿周长；所述过流面积、水力半径和湿周长为流量计算的关键参数；步骤四、卫星遥感水面宽度的批量提取：基于卫星遥感数据源获得NDWI数据，利用NDWI数据采用混合像元分解算法反演河流水面宽度，并根据实测河流水面宽度进行校正调整阈值，批量提取水面宽度数据；混合像元分解法提取河流水面宽度的计算公式为：式中，W为水面宽度，m；x河谷感兴趣区总像元数；NDWI为像元i的NDWI数值；NDWI和NDWI分别是陆地和水域NDWI的阈值；PA为像元的实际面积，m；VL为所选择河谷感兴趣区的长度，m；iLTWT2步骤五、断面流量监测和历史数据反演：基于步骤四获得的批量提取水面宽度数据驱动步骤三构建的三维数字河道模型获得流量计算的关键参数进而驱动流量计算公式开展断面流量监测并对历史流量数据进行反演。 更多数据：搜索马克数据网来源：