[发明专利]一种基于多星源信息耦合的高精度水道重构方法

说明书

本发明提供了一种基于多星源信息耦合的高精度水道重构方法，该方法包括水道断面确定方法、基本水道断面高精度耦合重构方法、固定水道断面耦合重构方法、河段水道地形重构方法。通过本发明填补了基于卫星遥感信息测绘水道的空白、极大地提高了现有卫星数字地表模型针对河流水道的垂直和平面精度、可为缺少资料地区涉水应急抢险提供决策支撑。

技术领域

本发明涉及水道测绘应用技术领域，具体为一种基于多星源信息耦合的高精度水道重构方法。

背景技术

卫星遥感因使用目的的不同，其平面或垂直的分辨率大相径庭。目前，高精度的全色正射影像平面分辨率可达50cm以内，安装有雷达高度计或激光高度计的垂直分辨率更达至10cm以内，此两类卫星其平面与高程信息往往不能同时获得或分辨率较低，最先进的卫星三维立体影像（GSM）其平面、垂直分辨率达数十米，单独使用均达不到高精度测绘的要求。

随着技术的进步，卫星的平面或垂直的分辨率会进一步提高，然而无论何种卫星均只能开展水面以上的平面或高程信息观测，无法获取水面以下的地形数据。充分利用高精度的平面和垂直观测卫星星源，以及卫星三维立体影像（GSM）的平面与高程差关系，根据水位随季节涨落、卫星重访规律的特点，耦合以上三种卫星的历史观测信息，重构出高精度的水道地形是行之有效的手段。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种基于多星源信息耦合的高精度水道重构方法，可最大限度地提高现有卫星数字地表模型。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种基于多星源信息耦合的高精度水道重构方法，包括以下步骤：

S1、确定水道断面：根据拟开展水道观测河流的特性，选择各种类型卫星重访位置接近的河段，确定高精度测高卫星水道回波点所处河道横断面为基本水道断面，利用最新的高精度正射遥感影像信息在基本水道断面上下游每隔一定距离选择横断面作为固定水道断面；

S2、重构基本水道断面高精度耦合：采用基本水道断面测高卫星、以及基本水道断面附近的正射遥感影像卫星历史信息，通过星源重访时间、观测要素联合耦合，构建高精度基本水道断面的水位、水面宽及水岸交汇点坐标集；

S3、重构固定水道断面耦合：采用基本水道断面测高卫星、基本水道断面附近的测绘卫星和正射遥感影像卫星历史信息，通过测高卫星、测绘卫星之间重访时间、水力联系耦合，构建对应于基本水道断面的固定水道断面水位集；

通过测高卫星、正射遥感影像卫星重访时间、观测要素联合耦合，构建固定水道断面的水位、水面宽及水岸交汇点坐标集；

S4、重构河段水道地形：根据基本水道断面、固定水道断面水位、水岸交汇点坐标集，重构水道地形测量散点，根据成图比例和散点集绘制等高线成图。

进一步，所述水道包括天然河流、大型渠道、湖泊、水库的各类水体。

进一步，所述多星源包括但不限于安装激光或雷达高度计的测高卫星、遥感正射影像卫星、具有综合三维成像的资源或测绘卫星。

进一步，所述水道断面为在河流上布置的垂直于河流流向的断面。

进一步，在S1中，所述卫星重访位置指卫星在轨道运行期间重复经过的位置。

进一步，在S1中，所述测高卫星水道回波点指测高卫星发射的垂直于地球雷达或激光被河流水面反射位置。

进一步，在S2中，所述星源重访时间、观测要素联合耦合的实施步骤为：

S21、建立基本水道断面测高卫星观测水位和正射遥感影像观测断面宽随时间的联合分布函数，或点绘、过程线图；