[发明专利]水库蓄水量遥感与地面协同监测方法

权利要求书

1.一种水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，包括： 

预处理步骤：从存档卫星数据源中获取多个对水库水体监测的遥感影像，并对该遥感影像进行预处理； 

水库水面面积提取步骤：从经过预处理后的遥感影像中提取水库水面面积； 

水库水位获取步骤：从地面监测站获取地面同步监测的水库水位； 

水位-水面面积关系曲线修正步骤：结合已有的水库特征曲线，基于自所述遥感影像提取的水库水面面积和地面同步监测的水库水位，建立修正的水库水位与水面面积的关系曲线； 

水位-库容关系曲线修正步骤：根据该修正的水库水面面积与水库水位的关系曲线，得到修正的水库水位与水库库容的关系曲线； 

更新步骤：当有新的可利用卫星数据源时，重复水库水面面积提取步骤、水库水位获取步骤、水位-水面面积关系曲线修正步骤和水位-库容关系曲线修正步骤，更新修正的水库水位与水库库容关系曲线； 

蓄水量测算步骤：由地面监测站监测水库水位，通过修正的水库水位与水库库容的关系曲线，换算得到与监测水位对应的水库蓄水量。 

2.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水库水面面积提取步骤包括：根据所述遥感影像的质量等级，对该遥感影像进行辐射校正、大气校正、几何校正、图像拼接和影像融合。 

3.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水库水面面积提取步骤包括： 

对于空间分辨率小于10米的光学遥感影像，综合运用波段阈值法、谱间关系法和水体指数法，从所述经过预处理后的遥感影像中提取水库水面面积。 

4.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水库水面面积提取步骤包括： 

对于空间分辨率大于10米的光学遥感影像，采用面向对象分类的水体提取方法，从所述经过预处理后的遥感影像中提取水库水面面积。 

5.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水库水面面积提取步骤包括： 

对于空间分辨率大于5米的光学遥感影像，采用基于纹理特征的水体提取方法，从所述经过预处理后的遥感影像中提取水库水面面积。 

6.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水面面积-水位关系建立步骤具体包括： 

基于自所述遥感影像提取的水库水面面积和地面同步监测的水库水位，按时间关联建立第一组包括多个数据点的数据集，每个该数据点包括相互对应的水库水位和水库水面面积； 

对原有水库特征曲线进行离散化，形成第二组包括多个数据点的数据集，每个该数据点包括相互对应的水库水位和水库水面面积； 

组合所述第一组包括多个数据点的数据集和所述第二组包括多个数据点的数据集为一个样本序列；选定n次多项式函数作为水库水位变量H与水库水面面积A的关系函数A（H）： 

式中n为大于零的整数，a_n为展开系数； 

对所述样本序列，通过最小二乘法拟合得到展开系数a_n最优近似值； 

将拟合得到的展开系数a_n代入得到水库水体面积关于水库水位变量的连续函数，该函数即为修正的水库水位与水库水面面积的关系曲线。 

7.如权利要求1所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，水位-库容关系曲线修正步骤包括： 

将修正的水库水位与水库水面面积关系曲线离散为第三组包括多个数据点的数据集，每个该数据点包括相互对应的水库水位和水库水面面积； 

用棱台模型模拟水库库区地形，将第三组数据集中的水库水位和水库水面面积带入棱台公式，相邻两分段水位间的库容V_i用所述棱台公式表示为： 

式中H_i为水库水位，A_i为水库水位为H_i时对应的修正的水库水面面积，； 

水库水位在H_i的水库总库容V为： 

根据所述水库水位和所述水库总库容，得到修正的水库水位和水库库容的关系曲线。 

8.如权利要求6所述的水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，其特征在于，更新步骤具体包括：当有新的可利用卫星数据源时，重复水库水面面积提取步骤和水库水位获取步骤，为第一组包括多个数据点的数据集增加一个新的数据点，该数据点包括相互对应的水库水位和水库水面面积；更新修正水库水位与水面面积关系曲线；根据更新修正的水库水位与水面面积关系曲线，更新修正水位-库容关系曲线。