[发明专利]一种基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法

说明书

本发明公开了一种基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法，包括以下步骤：遥感数据收集与分析；基于面向对象方法的湖泊水体信息提取；基于合成孔径雷达测高数据的湖泊水位提取；基于遥感湖泊面积变化‑水位变化的关系模型建立；湖泊长时间序列的水量变化估算研究。本发明的基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法，不依赖多源水位数据，在Landsat和Keyhole卫星两种光学遥感数据提取的长时间序列湖泊面积的基础上，基于有限时间段内的单一卫星雷达测高数据(Sentinel‑3)估算湖泊过去五十年的蓄水量变化，为湖泊长时序水量变化监测提供新思路。

技术领域

本发明涉及湖泊蓄水变化量监测技术领域，尤其涉及一种基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法。

背景技术

气候变化是当前国际上的重大科学问题，水资源是受气候变化影响最直接和最重要的领域之一。气候通过影响降水、蒸发、径流等一系列水循环的重要环节，影响水资源分配与变化。湖泊是地表水资源的重要载体，近几十年气候总体有向暖湿化、暖干化发展的趋势，湖泊形态与水量发生了巨大变化。

卫星遥感技术为湖泊水量变化监测提供了技术手段。现有的技术中，湖泊面积与水位是水量变化监测中必不可少的参数，已有的研究中，最后都落脚到基于卫星遥感面积-卫星遥感水位的湖泊水量变化估算。以往的湖泊蓄水量变化监测方法需要结合多源雷达卫星水位数据，但卫星雷达水位数据的在轨时间有限，无法扩展水量变化研究的时间长度；有的则使用了单一的光学卫星数据，无法最大限度扩展湖泊水量变化的时间长度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法，不依赖多源水位数据，在Landsat和Keyhole卫星两种光学遥感数据提取的长时间序列湖泊面积的基础上，基于有限时间段内的单一卫星雷达测高数据(Sentinel-3)估算湖泊过去五十年的蓄水量变化，为湖泊长时序水量变化监测提供新思路，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种基于遥感的湖泊蓄水变化量监测方法，包括以下步骤：

S1：遥感数据收集与分析；

S2：基于面向对象方法的湖泊水体信息提取；

S3：基于合成孔径雷达测高数据的湖泊水位提取；

S4：基于遥感湖泊面积变化-水位变化的关系模型建立；

S5：湖泊长时间序列的水量变化估算研究。

作为一种优选方案，步骤S1中，所述的遥感数据收集与分析包括：

整理获取遥感影像资料，所述整理获取遥感影像资料包括长时间序列的Landsat光学卫星数据、美国锁眼系列卫星、近几年的新兴卫星雷达测高数据Sentinel-3数据。

作为一种优选方案，步骤S1中，所述的遥感数据收集与分析还包括：

结合两种光学影像湖泊颜色表现确定湖泊非结冰期，筛选整理影像，筛选整理湖泊非结冰期的卫星测高数据。

作为一种优选方案，步骤S2中，所述的基于面向对象方法的湖泊水体信息提取包括：

根据两种光学影像，进行影像预处理，然后分别利用归一化水体指数方法、面向对象方法进行湖泊水体提取，结合人工检查修复Landsat有条带现象的水体，对比分析两种方法的精度，分析获取最优的近五十年非结冰期湖泊边界矢量数据。

作为一种优选方案，步骤S3中，所述的基于合成孔径雷达测高数据的湖泊水位提取包括：