[发明专利]基于多源遥感数据获取水位的冰湖体积估算方法

说明书

本发明提供了一种基于多源遥感数据获取水位的冰湖体积估算方法，包括：步骤1，对遥感数据进行预处理；步骤2，根据预处理的遥感数据对冰湖进行解译，从而通过历年来冰湖水位线的变化，获得历年的水位线高程；步骤3，基于冰湖发育前或消失后的地形数据和历年的水位线高程构造出冰湖发育后的真实地形模型；步骤4，设定冰湖表面海拔高程(绝对或相对高程均可)，通过与真实地形模型进行挖填方计算求出冰湖增长的体积。本发明使用遥感卫星数据优势明显，特别对于高海拔缺乏基础观测数据的地区，无地面监测难以连续观测记录甚至无观测记录数据的冰湖，能使用遥感数据进行连续监测，发挥遥感数据优势，成本较低，数据结果可靠。

技术领域

本发明涉及冰湖体积计算领域，特别涉及一种基于多源遥感数据获取水位的冰湖体积估算方法。

背景技术

冰湖是指在形成过程中与冰川作用直接相关的一类湖泊的总称，是冰川变化的产物，由冰川活动或退缩产生的融水汇聚而成，一般形成于高海拔地区。严格意义上讲，冰湖体积并不能真正直接测量，只能通过间接计算获得。

现有的主流获得冰湖体积的方法主要有两种：

第一，在野外通过水下声呐等仪器对冰湖进行测深，获得冰湖湖底的等深线从而通过软件建立水下三维模型而计算出冰湖的体积，这种方式虽然得到的冰湖体积比较精确，但是成本较高，对于高海拔高寒地区的冰湖难以进行测量，也难以大范围大规模的测量各个冰湖的体积。

第二，由于相同类型的冰湖形成的规律大致相同，在重力、岩性等因素相同或相近的情况下，冰湖湖底的形状大致一致，通过大量已知冰湖的面积与体积的关系建立经验模型公式，从而来推测未知冰湖的体积，这种方式的优势在于能大范围规模的计算出研究区域内各个冰湖的体积，但是准确度并不高，受各个因素的影响，其实湖底的情况其实是有较大的差异的，在精度要求高的工程中是不适用的。

发明内容

本发明提供了一种基于多源遥感数据获取水位的冰湖体积估算方法，以解决至少一个上述技术问题。

为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种基于多源遥感数据获取水位的冰湖体积估算方法，包括：步骤1，对遥感数据进行预处理；步骤2，根据预处理的数据对冰湖进行解释，从而通过历年来冰湖水位线的变化，获得历年的水位线高程；步骤3，基于冰湖发育前或消失后的地形数据和历年的水位线高程构造出冰湖发育后的真实地形模型；步骤4，设定冰湖表面的绝对海拔和区域，通过与真实地形模型进行挖填方计算求出冰湖增长的体积。

优选地，预处理使用ENVI软件或者是ERDAS软件对获取的遥感数据进行预处理。

优选地，遥感影像的预处理方法采用以下方式之一：

(1)正射校正：通过在像片上选取一些地面控制点，并利用原来已经获取的该像片范围内的数字高程模型(DEM)数据，对影像同时进行倾斜改正和投影差改正，将影像重采样成正射影像；

(2)几何校正：通过一系列的数学模型来改正和消除遥感影像成像时因各种因素导致的原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形；

(3)图像融合：多源通道所采集到的关于同一目标的图像数据经过图像处理和计算机技术等，最大限度的保留各自通道的有利信息，最后综合成更高质量、更好空间分辨率的图像，优选地，由于冰湖水位在不同时期并不一致，随时处于变动状态，图像融合必须使用同一时期的影像进行融合，最好是使用同一卫星的同一景影像，以保证冰湖边界的一致性。

优选地，步骤2采用以下方式之一或结合：

(1)采用人工解译的方法对目标冰湖进行边界的圈定，在遥感影像上对冰湖的识别主要通过影像上的形状、颜色、纹理以及在不同波段组合因光谱反射率与其他地物不同从而呈现的不同的色彩特征；