[发明专利]一种基于高分遥感的河流补水效果智能化监测评估方法

说明书

本发明公开了一种基于高分遥感的河流补水效果智能化监测评估方法，利用多源高分卫星协同观测，采用预处理流程获得时空一致性的河流区域高分遥感影像集，进而构建高精度训练样本点和深度神经网络模型智能提取多时相河流补水的水面范围，提出了针对河流补水效果定量评估指标。本发明是一种适用性强的河流补水效果智能化监测评估方法，可以适用于不同流域尺度河流补水效果监测评估，同时也可以扩展到河湖强监管等业务应用。

技术领域

本发明属于遥感影像智能识别技术领域，具体涉及一种基于高分遥感的河流补水效果智能化监测评估方法的设计。

背景技术

河流是连接不同地理单元和生态单元的重要纽带，也是物质流和信息流的重要载体。受气候变化和人类社会发展等因素共同影响，河流水资源被过度开发利用，且难以得到及时的补充，导致大量河流干涸断流，严重影响了河流水生态健康、河湖连通性以及地下水补给，不可避免地造成了河流及其周边生态环境的恶化。

针对河流干涸带来的生态环境问题，跨流域和跨地区补水是最直接和最有效的解决途径，通过采取河流整治清理和实施河流补水等措施，使得河流水面恢复连续，有助于逐步恢复河湖生态功能。当前河流补水已经在部分地区开展试点，河流恢复了连通性，取得了一定成效，但对于河流补水效果尚未形成一套智能化监测评估办法，传统水文监测站是监测河流水资源的重要手段，但水文监测站数量有限，难以反映整条河流全局的补水情况；人工巡检虽然精度较高，但耗时费力且周期长，难以适用于大范围河流补水效果监测评估。

卫星遥感能够宏观、准确和真实地获取地表信息，是开展大尺度水资源、水环境和水生态调查的重要手段。随着我国实施高分辨率对地观测系统重大专项以来，成功发射了高分一号到高分七号卫星等多颗高分卫星，初步形成我国高分辨率多源卫星协同观测系统，为河流监测提供了丰富、及时和高质量的遥感数据源，有助于开河流补水效果动态监测和评估。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中缺少一套针对河流补水效果的监测评估办法的问题，提出了一种基于高分遥感的河流补水效果智能化监测评估方法。

本发明的技术方案为：一种基于高分遥感的河流补水效果智能化监测评估方法，包括以下步骤：

S1、针对需要监测的河流补水范围，采集补水前后和补水过程中的多源高分遥感数据。

S2、对多源高分遥感数据进行时空一致性预处理，得到河流区域高分遥感影像。

S3、根据河流区域高分遥感影像对河流补水进行智能化监测，并形成多时相河流水面范围数据集。

S4、根据多时相河流水面范围数据集对河流补水效果进行评估。

进一步地，步骤S1中多源高分遥感数据的选取标准为：

(1)选择无云或少云覆盖影像，且河流范围无云覆盖；

(2)影像没有缺失、噪声和异常像元；

(3)影像无明显气溶胶覆盖；

(4)影像中无冰雪覆盖；

(5)影像成像日期前后无降雨。

进一步地，步骤S2包括以下分步骤：

S21、采集多源高分遥感数据中影像覆盖区域的DEM数据和Landsat 8数据。

S22、将Landsat 8数据作为参考影像，采集高精度控制点。

S23、结合影像覆盖区域的DEM数据和采集的高精度控制点，对影像的有理函数模型系数进行优化，并利用有理函数模型对高分遥感数据中的全色图像和多光谱图像进行几何校正。

S24、采用Pansharp融合方法对几何校正后的全色图像和多光谱图像进行融合，得到高空间分辨率的多光谱影像。