[发明专利]一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其包括确定泉眼分布区域；通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达微波数据与遥感影像数据；对获得的雷达与遥感影像数据进行处理；将泉眼分布区域栅格化处理，通过得到的数据计算目标泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量；识别与标记目标泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图；在多个日期重复计算，将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格，即得到泉眼所在位置。本发明能够解决现有技术中缺乏能够快速调查较大尺度区域内泉眼出露点分布方法的问题，准确率高、测定速度快、范围大。

技术领域

本发明涉及水文水资源遥感勘测技术领域，具体涉及一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法。

背景技术

水资源规划与配置是国土资源配置的重要环节，黄土高原地处我国干旱半干旱区，降雨集中于每年的7-9月份，雨水资源利用率低，水土流失严重，水资源的利用与配置尤为重要。

黄土塬是黄土高原地区的主要地貌组成之一，塬面宽广，地表径流发育较弱，地下水是塬区居民生产与生活的主要用水来源。由于包气带被垂直切割，塬与沟、壑的交界区域存在较多的泉水出露点。泉水是塬边村落的主要甚至唯一水源，村民通过在泉水出露点附近蓄水并引水以满足生活用水需求。快速测定泉眼的空间位置，进而可以定量估算当地地下水自然排泄量，这可为地下水补排机理的探究提供关键的技术支撑，并对优化黄土塬区地下水资源的利用与配置具有重要意义。

现有对泉眼的调查方法主要依靠附近村民引导下的实地勘察，费时费力，尚没有一种能够快速调查较大尺度区域内泉眼出露点分布的方法。

利用雷达与遥感信息对泉眼位置进行快速调查是一种新技术。目前，雷达与遥感信息数据获取的主要来源是卫星，所得结果分辨率较差，而泉眼识别是大尺度范围内识别小尺寸目标，利用卫星雷达与遥感数据常造成失真严重。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏能够快速调查较大尺度区域内泉眼出露点分布方法的问题的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其包括如下步骤：

S1、确定泉眼分布区域；

S2、通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达微波数据与遥感影像数据；

S3、对S2获得的雷达与遥感影像数据进行处理；

S4、将泉眼分布区域栅格化处理，通过S1和S3得到的数据计算目标泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量m；

S5、识别与标记目标泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图；

S6、在多个日期重复S1至S5，将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格，即得到泉眼所在位置。

进一步地，确定泉眼分布区域的方法为：

通过分析待研究区域的地形数据，提取沟沿线与沟道。

进一步地，待研究区域地形数据通过精度为30m的DEM图像数据获取，待研究区域地形数据包括坡度、坡向、地面曲率、沟沿线和山谷线。

进一步地，通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达与遥感影像数据的具体方法为：

根据泉眼分布区域规划无人机的航迹，设置航向重叠度80％，旁向重叠度70％，飞行高度50m，控制空间分别率在1m以内；选择无风或风力小于2级，晴朗无云或云量小于2的气象条件，在10：00—14:00之间飞行采集遥感影像数据。

进一步地，无人机每个架次飞行前后均进行标准参考白板校正。