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专利号: 2019104741509
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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Llength、Lwidth;

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Lm、宽Ln和其对应的实际距离Llength、Lwidth计算单位像素代表的实际面积Sreal_pixel;

根据以下公式(3)将单位像素实际面积Sreal_pixel乘以水面像素点个数N计算水面面积Sriver:Sriver=Sreal_pixel·N           (3)将目标研究区域河段长度Lriver代入以下公式(4),计算河流宽度Wriver:式中的Lriver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RangeCorrected得到水面高程Height;

Height=Altitude‑Range‑RangeCorrected       (5)其中,校正量RangeCorrected根据以下公式(6)计算:RangeCorrected=Rangedt+Rangewt+Rangei      (6)+Rangeset+Rangept+GeoEGM96其中的参数含义为:干对流层修正量Rangedt、湿对流层修正量Rangewt、电离层修正量Rangei、固体潮修正量Rangeset、极潮修正量Rangept以及水面椭球高GeoEGM96;

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,DR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。