[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

说明书

一种基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法，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。本发明提供一种适用于在极端天气下的大型河流径流多源雷达遥感监测技术，从而获得精确的河流参数信息。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)图像运用、河流径流监测等技术领域，特别设计一种基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法。

背景技术

河流是人类重要的用水来源，与人类的生活、生产息息相关，同时也是地球水循环的重要组成部分，在区域经济发展和气候变化中发挥着至关重要的作用。近些年来，随着科技的进步和人类社会的发展，人们越来越重视对水资源的监控。目前，受全球气温上升的影响，洪涝、干旱等极端水文现象和雷电、暴雨等灾害性天气发生的可能性增加，导致水文站监测仪器发生损坏的风险也随之增加。由于雷达高度计与合成孔径雷达均具有全天时、全天候观测，具有一定的穿透能力且不受天气影响的特点，因此雷达高度计经常被用来提取河流水位，SAR图像也经常被用来提取水域面积，虽然这两种技术可以较好的提取水域参数，但是二者并没有结合起来使用。

利用遥感技术监测河流径流的核心就是提高径流结果的精度。目前，利用遥感技术监测河流径流，学者已做出一些研究，但是绝大多数方法都是基于雷达高度计与光学遥感图像，并且大都在已知河底高程、河底宽度等参数已知条件下才能应用。这种方法受天气影响较大，特别是在极端环境下无法为水文站提供技术补充。另外，河底高程、河底宽度等这些参数均不易测量，大多数水文站无法获取这些数据。

综上所述，如何在极端天气下对大型河流监测是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法，以在各种天气条件，尤其在极端天气，精确获得河流径流信息。

为了实现本发明的目的，其提供如下技术方案：一种基于多源雷达遥感技术的河流径流监测反演方法，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。

本发明提供一种适用于在极端天气下的大型河流径流多源雷达遥感监测技术，从而获得精确的河流参数信息。

附图说明

图1为本发明总体流程图；

图2为中国黄河下游三处河段分布图；

图3为图2中三处实例河段SAR图像预处理后的结果；

图4为图2中为SAR图像水域分割后的结果；

图5-图7为雷达高度计反演水位与实测水位对比结果；

图8为河流经验参数K的拟合过程；

图9-图11为本发明模型反演径流与实测径流对比结果。

图12为列表一；

图13为列表二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，步骤101：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。SAR图像预处理采用辐射定标(Radiometric Calibrate)对SAR图像进行辐射校正，再使用Refined Lee滤波减少图像中的噪声斑点，然后采用Range-Doppler校正算子完成图像的几何校正，最后对图像进行图像拉伸，提高河流与背景的对比度。