[发明专利]一种无水下地形资料的堰塞湖水量库容遥感快速测定方法

说明书

本发明公开了一种无水下地形资料的堰塞湖水量库容遥感快速测定方法，步骤如下：S1：提取山体阴影遮挡下的堰塞湖水域淹没面积；S2：根据堰塞湖水域面积分布，计算出堰塞湖多边形中心线位置；S3：基于中心线位置，对堰塞湖进行定点高程测量与湖床中线高程拟合估算；S4：通过定点高程测量和湖床中线高程拟合估算并结合边坡高程信息，对堰塞湖未知水下地形自适应模拟；S5：根据模拟水下地形和堰塞湖水域淹没面积，采用三维曲面空间离散积分测算出堰塞湖库容水量。本发明避免了传统手段的局限性，减少了数据依赖，有效提高了信息的时效性和数据不完备地区堰塞湖水量估算的精度和效率，实现了基于完全遥感的堰塞湖水量精确测定和库容曲线绘制。

技术领域

本发明涉及遥感空间信息技术领域，尤其涉及一种无水下地形资料未知的堰塞湖水量库容遥感快速测定方法。

背景技术

堰塞湖库容大小是决定堰塞湖溃决风险大小的最为关键性因子和处置降险工作中领导决策的一项重要参考依据。通常来说，蓄水量越大，安全威胁越大，溃决带来的灾害越严重，冲击力极其危险。所以，实时掌握库容动态，实现水量精准实时预报，对于高原堰塞湖的险情评估、灾害推演、安全管理、综合治理以及预警机制建立等都具有重要的意义。但是，对于高原无资料或者缺资料区，突发性地质灾害形成的堰塞湖，由于通达性较差，勘察条件恶劣，很难在短时间内获取得到高精度的堰塞体及水下地形数据。固，堰塞湖水量实时快速估算长期以来一直是堰塞湖风险评估中的一个技术难点；急需研发基于有限的数据源对堰塞湖的水量快速测定方法。

传统的湖泊水库库容计算主要有测绘学的方法和水力学的方法，即基于图上地形几何量测或者实地水文水力学模拟完成。水力学方法计算所依赖的边界条件较多，模型输入所需数据复杂、耗时较长，时效性较差，难以在短时间内全面、详实地收集溃堰洪水分析所需的数据资料；且水文学模型的求解需要长时间的迭代运算，这些对应急时快速库容监测是一个较大的挑战，致使计算结果常常难以令人满意。随着空间对地观测信息技术的发展，湖泊、水库水量遥感定量估算和动态监测已经成为水文遥感研究的重要内容，并在应急、抢险和救灾中彰显了技术优势。基于卫星遥感的湖泊库容计算算法核心是利用湖区数字地形图或者DEM和面积水位数据估算库容；算法模型主要有：基于完全遥感的量测模型和遥感与实测结合的统计经验模型。量测模型是利用实时遥感数据和高精度的湖泊水下地形数据套合，直接从地形图上计算出湖泊水量；经验模型是通过实测建立的库容曲线，根据实时遥测水面面积或者水位信息估算出湖泊水量。空间信息技术来改变传统繁琐的资料搜集方式，以较为简捷的方式快速精确的计算库容曲线。

以上研究现状分析发现，这些已有的空间信息方法研究主要是针对湖盆水下地形数据或者库容曲线已知的情况。现实中面临的情况往往是：突发性地质灾害形成的堰塞湖大多发生在深山峡谷，交通环境恶劣，可用基础资料异常匮乏，基本上无现成的水下地形数据可利用；尤其是在地处偏远的高原大都是无资料和缺少资料区；加上应急处置的急迫性、区域地质环境的复杂性和现场监测的困难性，使得传统实地测量手段受到限制。所以，如何在缺乏水下地形数据的情况下，快速、准确地获取堰塞湖科学水文数据是需亟待解决的技术难题。

发明内容

发明目的：针对现有的湖泊水量遥感量测算法对水下地形数据的强依赖和在缺乏水下地形数据的情况下，如何快速、准确地获取堰塞湖科学水量数据的问题，本发明提出了一种无水下地形资料的堰塞湖水量库容遥感快速测定方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种无水下地形资料的堰塞湖水量库容遥感快速测定方法，所述堰塞湖水量库容遥感快速测定方法包括如下步骤：

S1：提取山体阴影遮挡下的堰塞湖水域淹没面积；

S2：根据所述堰塞湖水域淹没面积，计算出堰塞湖多边形中心线位置；

S3：通过所述堰塞湖多边形中心线位置，对堰塞湖进行定点高程测量与湖床中线高程拟合估算；