[发明专利]基于遥感的小型水利工程水面面积及蓄水量推求方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感反演/水库水资源信息/水文监测领域，尤其涉及一种基于遥感的小型工程水面面积及蓄水量的推求方法。

背景技术

使用现有技术收集流域中小型水库及塘坝等小型水利工程的实时运行相当困难，且收集到的信息并不完整。目前，有使用水面面积与库容关系推求得到小型水利工程资料的方法，如：基于遥感进行流域小水库塘坝水面面积与库容关系推求、阈值法、差值法、比值法、密度分割法、色度判别法、比率测算法、谱间关系法以及基于知识的水体自动判别方法和根据形状信息进行水体识别与分类方法等，但是，现有涉及流域小水库塘坝水面面积与蓄水量推求方法存在以下不足：

(1)现有方法多面向于具有规模的水库，并不适用于小型水库及塘坝等小型水利工程的水面面积与蓄水量关系。

(2)现有方法因缺少对山体和云阴影的剔除，提取到的水面分布精度不高。

(3)现有方法在水体提取时，未筛除掉面积过大河流和大型水库的水体、细碎非塘坝水体等破碎因素，使得用于小水库塘坝水面面积库容关系推求的水面面积偏大。

综上，现有流域小水库塘坝水面面积与蓄水量推求方法存在推求得到的水面面积与蓄水量不精确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于遥感的小型水利工程水面面积及蓄水量推求方法，综合利用遥感技术、GIS技术和空间可视化技术，通过遥感图像提取水面范围，拟合水面面积与蓄水量间关系，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述基于遥感的小型水利工程水面面积及蓄水量推求方法，所述方法包括：

S1，获取数据

获取包含目标研究流域的遥感数据及目标研究流域内所有小型水利工程的分布位置、每个小型水利工程在目标研究时间的实际蓄水量数据；所述小型水利工程包括小型水库和塘坝；

S2，提取目标研究流域的水面分布图

首先，在所述遥感数据的基础上，判断遥感数据中任意一个图像块的TM2+TM3与TM4+TM5的关系，如果TM2+TM3>TM4+TM5，则保留该图像块；如果TM2+TM3≤TM4+TM5，则去除该图像块，最终得到初步筛选谱图；

然后，剔除初步筛选谱图中DEM高程坡度大于预设阈值的内容，得到二次筛选谱图；

最后，在二次筛选谱图的基础上，手动去除明显非水体内容，得到目标研究流域的水面分布图；

S3，获取小型水利工程水面的遥感反演图

获取水面分布图中各个水利工程存蓄水体的遥感水面面积，去除遥感水面面积超过预设范围的水体，得到小型水利工程存蓄水体的水面遥感反演图；

S4，质量检查

对小型水利工程存蓄水体的水面遥感反演图中小型水利工程的遥感水面面积数据进行质量检查；

S5，经过质量检查后，从所述目标研究流域的子流域中均匀选取多个存在工程实际运行资料的子流域作为样本，获取所有样本中的每个小型水利工程的遥感水面面积和实际蓄水量，然后将每个小型水利工程标记在以小型水利工程的遥感水面面积作为横坐标、小型水利工程的实际蓄水量作为纵坐标的坐标系中，绘制得到所述目标研究流域的遥感水面面积与蓄水量关系曲线。

优选地，步骤S1中，当小型水利工程在目标研究时间的实际蓄水量数据不全时，则将目标研究时间定为汛末时，此时各小型水利工程基本均能蓄满水，即可将汛末时各小型水利工程的总库容直接作为目标研究时间时的实际蓄水量数据，同时，使用目标研究流域的在汛末时的遥感数据进行步骤S2之后的处理。

优选地，步骤S4中，对小型水利工程存蓄水体的水面遥感反演图中小型水利工程的遥感水面面积数据进行质量检查，具体为：

判断水面遥感反演图任意一个子流域内部，水面遥感反演图所表示小型水利工程的位置与小型水利工程的实际位置和大小是否均一致，如果是，则质量检查结果合格；如果任意一个不吻合，则返回S2重新提取目标研究流域的水面分布图。

优选地，步骤S5中，所述目标研究流域中小型水利工程的遥感水面面积的log值与实际蓄水量的log值呈线性关系，表现公式为公式(1)：

log(V)＝alog(A)-b (1)

V表示小型水利工程的实际蓄水量，A表示小型水利工程的遥感水面面积，a和b是拟合系数。

如本领技术人员知，水库分布的位置、水库等工程资料较易获取。因而本发明公开了一种基于遥感技术来推求小型工程存蓄水体水面的方法，随后依据水面面积进一步反推工程的实时蓄水量。