[发明专利]一种洪水模拟预测中河道地形的重构方法

说明书

本发明公开了一种洪水模拟预测中河道地形的重构方法，首先下载整个洪水模拟预测河段范围的开源数字高程模型DEM数数据和多光谱数据，并在GIS平台中将所下载数据进行分类合并；计算河段范围归一化水指数NDWI，得到河槽边界线和河槽中心线；然后获取DEM上河槽中心线每5km断面高程最低点，对河槽中心线进行高程重构；在上述基础上，计算河槽中线点控制下的河槽范围；最后依据得到的河槽范围对整个研究区域河槽地形进行重构；本发明的目的是提供一种洪水模拟预测中河道地形的重构方法，提高了洪水模拟预测中的河道地形精度。

技术领域

本发明属于洪水模拟预测方法技术领域，涉及一种洪水模拟预测中河道 地形的重构方法。

背景技术

基于稳健水动力数值模型的洪水模拟预测可为防汛抢险和防洪系统调 度运用的决策提供依据，为沿江企事业单位的正常生产生活、居民的生命财 产安全提供水情保障，从而避免突发大洪水时未及时撤离造成的许多不必要 损失。

地形数据作为洪水模拟预测的主要输入数据之一，其精度直接影响着洪 水模拟预测结果的准确性和有效性。地形数据的主要来源为现有地形图、卫 星遥感航测、低空无人机航测、水下测量等等。现有地形图一般为保密数据， 在实际洪水模拟预测中很难获取。卫星遥感航测技术是获取大范围地形数据 的有效手段，但其较低的分辨率及精度很难满足高精度水动力模型的数据要 求；无人机遥感航测技术虽可以获得高分辨率地形数据，但在河道较长、时 间紧迫时难以完全发挥其作用。传统的水下测量技术在常年有水的河道中所 获得的数据并不能正确表达河道地形，声纳探测因其高成本难以获得连续地 形数据。洪水模拟预报一般是长距离的连续河道，无人机遥感航测技术和水 下测量技术在这种区域测量时间较长、成本较高，而卫星遥感航测技术精度 较低，具有紧迫性和准确性的洪水模拟预报受到测量技术的种种限制而困难 重重。

因此，急需一种低成本、高效率的河道地形重构技术以满足我国防汛抢 险和防洪调度过程中洪水模拟预测对河道地形数据的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种洪水模拟预测中河道地形的重构方法，具有可 以准确、快速满足洪水抢险和防洪调度过程中洪水模拟预测对河道地形数据 的需求的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种洪水模拟预测中河道地形的重构方 法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，下载整个洪水模拟预测的河段范围的开源数字高程模型DEM 数据和多光谱数据到电脑里，并在GIS平台中将所下载数据进行分类合并， 所述的分类合并为DEM数据和多光谱数据分开合并；

步骤2，计算河段范围归一化水指数NDWI，得到河槽边界线和河槽中 心线；

步骤3，获取经步骤1合并完成的DEM数据中的河槽中心线每5km断 面高程的最低点，对河槽中心线进行高程重构；

步骤4，在步骤2、3基础上，计算河槽中线点控制下的河槽范围；

步骤5，依据步骤4得到的河槽范围对整个研究区域河槽地形进行重构。

本发明的特点还在于：

其中步骤1中所述河段范围是指洪水模拟预测中洪水可能淹没的所有范 围；

其中步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，筛选出整个范围绿波段ρ_green与近红外波段ρ_NIR数据，归一化水 指数NDWI按照计算；

步骤2.2，对计算出的NDWI进行二值化分类得到SNDWI，选取合适的 阈值SI，NDWI≥SI的赋值为1，NDWISI的赋值为0；得到SNDWI栅 格文件；

步骤2.3，将SNDWI栅格文件转换为矢量文件，并编辑矢量文件只保留 河槽边界线；