[发明专利]水库蓄水量遥感与地面协同监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及水库蓄水状况的监测与评价领域，尤其涉及一种水库蓄水量遥感与地面协同监测方法。 

背景技术

我国有小二型以上水库98002座，常年有水的面积大于1平方公里的湖泊2865个，这些地表水源地中的大多数中小型水体缺乏直接的、客观的监测信息，给水资源调度和管理带来困难。另一方面，大量的大中型水库已建成多年，由于库区泥沙淤积和冲刷导致的岸坡形态改变，使水库的特征曲线发生改变，但依传统地面测量方法进行水库特征曲线复测，工作量巨大，很难以较短周期定期开展。用水库设计建设时量算的特征曲线进行当前蓄水量的推算，必然导致蓄水量评价的误差。 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，克服了现有技术中单纯依靠地面监测、水库特征曲线难以定期更新导致对水库蓄水量估算存在的误差问题。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种水库蓄水量遥感与地面协同监测方法，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。 

实施时，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。 

实施时，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。 

实施时，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。 

实施时，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。 

实施时，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）： 

A(H)=Σn=0∞anHn;]]>

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；