[发明专利]一种水库库容曲线重构方法

说明书

本发明涉及遥感水文监测领域，更具体的说是涉及遥感水库库容曲线重构领域。本发明为一种水库库容曲线重构方法，基于遥感技术对水库的库容曲线进行快速重构，获取和处理多源时相遥感影像，并基于遥感与水文数据建立计算库容计算模型，随后对库容曲线进行拟合以及评价库容曲线的重构精度，解决了目前单一影像数据源难以满足不同水位下均有影像的要求、重构曲线效率低、水库面积提取精度不高的问题以及基于遥感技术的库容关系曲线重构的整体流程没有详细地进行系统化、流程化的结构定义，难以形成一套方法进行广泛应用的问题。

技术领域

本发明涉及遥感水文监测领域，更具体的说是涉及遥感水库库容曲线重构领域。

背景技术

水库运行多年以后，由于库区泥沙淤积、人工挖采、岸坡硬化和堤防建设以及大坝的重新修筑等原因，都会造成水库库容的变化。原有的水位-库容关系曲线由于重构工作的滞后，不能真实地反映水位与库容的实际关系情况。若不及时进行库容关系曲线重构工作，便无法反映真实的水位-库容关系，对水库的日常调度管理产生滞后风险，遇到极端条件引发风险的概率也会大大增加，这也是目前水库管理工作面临的较难解决的问题。传统的重构方法仍需进行水库地形测量，建立水库数字高程模型，拟合水库水位与库容的关系。传统方法施测周期较长、成本较高而且数据更新较为困难，且对交通不便或者难以进入的地区则很难开展工作，对于水库库容关系曲线的重构存在实际约束。

基于遥感技术对水库的库容关系曲线进行快速重构已经得到应用，但目前仍存在以下几个难点尚未解决：(1)目前单一影像数据源仍难以满足不同水位下均有影像的要求，在影像的数量上存在限制，但采用多源影像组合进行水库面积的提取时，存在多源时相影像数据的精度不统一的问题，没有统一标准的影像提取的水库面积时，水库提取精度受到影响，将直接影响库容关系曲线的重构结果；(2)目前常用的水体提取方法依然较难满足水库库容关系曲线重构要求，大多存在效率低或者提取精度不高等问题，遥感影像中水库提取效率与精度的要求往往不能兼顾。通过常规目视解译遥感影像中的水库面积精度较高，但水库库容关系曲线的重构往往采用大量的遥感序列影像，重构一座水库的库容关系曲线将会耗费大量的时间。另一方面，采用常规的水体指数法等提取水库面积较为快速，然而在实际操作中发现，对于分割阈值的选取仍然需要人工判定，以及出现噪声难以去除、产生误提取现象等问题；(3)目前基于遥感技术的库容关系曲线重构的整体流程没有详细地进行系统化、流程化的结构定义，难以形成一套方法进行广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明以库容曲线重构为研究对象，提出一种库容曲线快速重构方法，具有速度快、耗资小等特点。系统化定义库容曲线重构流程的每个组成部分，其中包括原库容曲线评估方法、多源时相遥感影像中水库面积提取方法、基于遥感数据的水库库容计算模型、库容曲线数据拟合流程、库容曲线重构精度影响因素以及精度评价体系的制定等。解决传统遥感技术重构库容曲线中多源影像精度不统一影响库容曲线重构精度的问题以及提出满足库容曲线重构中水库面积提取要求的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水库库容曲线重构方法，包括以下步骤：

提出遥感水库面积对比法与实地调研两种方法对水库库容关系曲线进行全面评估。较传统凭借人工经验更加科学，比基于水量平衡方法获取资料更容易。

获取光学影像和SAR影像，并对所述光学影像和所述SAR进行多源时相标准化耦合预处理；

获取水库水位，提取水库面积数据，结合库容计算模型求得水库库容数据；

利用所述水库库容数据完成水位-库容重构曲线拟合。

优选的，对水库面积数据进行多源时相标准化耦合预处理，具体包括以下步骤：

以米级精度的高精度影像为校正标准，分别对光学影像与SAR影像进行几何精校正处理；

求取不同所述水库面积数据与实地测量之间的折算系数，进一步消除多源影像之间的误差。