[发明专利]一种滩涂湿地地形快速测量的遥感遥测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地形测量方法，特别是涉及一种滩涂湿地地形快速测量的遥感遥测方法。

背景技术

基于经纬仪及现代全站仪的传统地形测量方法属实地测量方法，它对区域地形测量的技术路线是由点到线再到面的地形测量方法。实地测量作业条件艰苦，效率低，财力消耗大。

水下地形测量主要是船载测试仪测量。江河湖海滨岸区域滩涂广布，滩涂地形测量是一项长期困扰的难题，“船测难上滩，人测难下水”。船载测测量水下地形方法受船舶需要足够的水深（吃水）才能航行的限制，测船不能深入浅水滩涂测量。滩涂水深浅缓，尤其是水位变动的滩涂，如潮汐影响的滩涂，人力徒步测量通行困难，滩涂泥深、滩陷、沟槽多变，不仅测量效率低下，而且存在人身及设备安全风险。因而大面积滩涂长期缺少实测地形资料，如江苏岸外的淤泥质潮滩湿地。

摄影测量是建立在地物摄影像对基础上的光学影像测量方法。该方法适宜于地形起伏较大的山地丘陵地形测量，但滩涂湿地地形极为平缓难，难以形成有效的立体摄影像对，不适宜于滩涂湿地地形测量。

机载激光探测和测距系统技术（LiDAR）可快速获得大范围滩涂地形信息（Guo Q H et al., 2010），Blott等在英国Abbotts Hall海岸使用LiDAR数据构建DEM（Blott S J et al., 2004) ；但LiDAR技术受到滩涂植被、质地等差异，施测时的天气和潮汐条件，以及生产成本等多重测量因素制约，在滩涂动态观测和历史演变研究方面需要一种大面积同步、快速测量的方法，LiDAR仍然难以发挥其长系列监测的作用。

基于遥感水边线的潮滩地形反演方法研究成果颇丰，其原理是将水边线作为测量潮滩区域高程的高度计，水陆交界线的水平位置由水边线决定，而垂直高度信息则来自成像时刻的潮高。运用水边线提取方法提取出水边线，结合动力模型或者实测断面数据计算出瞬时海面高度，即可构建潮滩数字地形（Mason D C et al., 1995, 1997, 2001; Ryu J H et al., 2002；White K et al.，1999；韩震等，2005；郑宗生等，2008)。前人往往采用水动力学模型或者实测的断面数据进行水边线高程赋值，对于大面积的缺乏水下地形资料的潮滩区域而言，水动力学模型模拟的精度不高，而人工实测断面往往不能满足大范围的赋值需要，因此这两种赋值方法得到的地形误差均相对较大。另外，此类水边线方法未集成同步水位观测系统，反演的地形数据可用于滩涂演变分析，但不足以发展成为具有可操作的滩涂地形监测方法体系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种滩涂湿地地形快速测量的遥感遥测方法，集成现代卫星遥感和水文遥测技术，将大面积遥感同步监测与连续水位遥测系统相结合，提出了水位观测基线与遥感水边线的高程信息集成方法，将二维遥感影像数据转化为三位滩涂地形信息，建立江河湖海及水库等滨岸滩涂湿地地形的快速测量方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种滩涂湿地地形快速测量的遥感遥测方法，包括以下步骤：

步骤1，确定监测滩涂湿地及其相关水域的范围和监测时间范围；

步骤2，在监测区域内建立两个以上的水位遥测站，同时根据各水域水力联系特征，沿监测区域纵向构建实时监测的水位遥测站网和水位观测基线，提取水位观测基线上不同时间的观测水位线；所述水位观测基线由两个以上水位遥测站的连接折线形成，所述观测水位线是基于沿水位观测基线的各水位遥测站的实测水位数据的联线，采用样条函数插值方法拟合形成；所述水位观测基线与观测水位线的走向均与遥感水边线的纵向总体平行；

步骤3，收集监测区域的多源多时相卫星遥感影像数据，并提取二维遥感水边线；

步骤4，采用空间临近的赋值方法，将每条遥感水边线上的水边点向时间同步的观测水位线作垂线，并将观测水位线垂足的水位值赋给对应的遥感水边点，完成一组同步观测水位线和遥感水边线的高程信息集成，以此类推将每条二维遥感水边线转化为三维遥感水边线，从而获得系列三维遥感水边线；

步骤5，采用空间内插方法，根据系列三维遥感水边线，构建滩涂湿地数字地形模型，生成受测滩涂湿地的数字地形；

步骤6，利用监测区域内的新近实测地形数据，采用总体平均高程对比方法，在重叠测区或重叠断面，对遥感遥测的滩涂数字地形与新近实测地形进行精度检验，最终完成监测区域的滩涂湿地地形图。