[发明专利]基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法

权利要求书

1.一种基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，多源雷达遥感数据预处理：SAR图像预处理、雷达高度计数据预处理；

步骤2，基于SAR图像提取河流宽度；

步骤3，基于雷达高度计提取河流相对水深；

步骤4，基于曼宁公式构建径流计算模型；

步骤5，时间序列河流径流变化监测；

步骤2包括：

使用混合模糊图像分割算法提取河流水面，统计水面的像素点个数N；

根据以下公式(1)计算图像长、宽对应的实际距离L_length、L_width；

式中，(lat₁,lng₁)为起点坐标，(lat₂，lng₂)为终点坐标，R为6378137米；

根据以下公式(2)利用图像的长L_m、宽L_n和其对应的实际距离L_length、L_width计算单位像素代表的实际面积S_{real_pixel}；

根据以下公式(3)将单位像素实际面积S_{real_pixel}乘以水面像素点个数N计算水面面积S_river：

S_river＝S_{real_pixel}·N           (3)

将目标研究区域河段长度L_river代入以下公式(4)，计算河流宽度W_river：

式中的L_river由Google Earth的测距工具测得；

步骤3包括：

根据以下公式(5)将数据中卫星与地球参考椭球面的距离Altitude减去卫星与目标水面距离Range以及校正量Range_Corrected得到水面高程Height；

Height＝Altitude-Range-Range_Corrected       (5)

其中，校正量Range_Corrected根据以下公式(6)计算：

Range_Corrected＝Range_dt+Range_wt+Range_i      (6)

+Range_set+Range_pt+Geo_EGM96

其中的参数含义为：干对流层修正量Range_dt、湿对流层修正量Range_wt、电离层修正量Range_i、固体潮修正量Range_set、极潮修正量Range_pt以及水面椭球高Geo_EGM96；

利用对应时间的历史水位数据对Height进行水准面校正，得到河流水位；

将最近多年的历史最低水位作为相对河底高程，令河流水位减去相对河底高程，计算相对水深；

步骤4包括：

若拥有水面坡度、曼宁粗糙系数，以以下公式(7)计算径流：

其中，S是水面坡度，n为曼宁粗糙系数，D为河流的深度；

若没有这些参数的情况下，如公式(8)所示，使用河流经验参数K表示水面坡度和曼宁粗糙系数：

K由实测的历史径流数据拟合得到，将相对河底高程对应的径流作为基础径流Q₀，此时径流计算模型如公式(9)所示，D_R为相对河流深度：

最后，根据公式(9)即可以计算河流径流Q。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，SAR图像预处理具体包括：采用辐射定标对SAR图像进行辐射校正，使用Refined Lee滤波减少图像中的噪声斑点，采用Range-Doppler校正算子完成图像的几何校正，对图像进行图像拉伸，提高河流与背景的对比度；

雷达高度计数据预处理具体包括：根据数据中的经纬度信息查询对应目标区域的星下点坐标，将该点数据提取出来。