[发明专利]一种基于卫星大数据的河流流量连续测量方法

权利要求书

1.一种基于卫星大数据的河流流量连续测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、流量测验河段确定方法：在拟开展流量测验的河流，选择各种类型卫星重访位置接近的河段，确定高精度测高卫星水道回波点所处河道横断面为流量测验断面，若无高精度测高卫星则采用三维测绘卫星选择河岸较平缓的横断面为流量测验断面；

利用最新的高精度正射遥感影像信息在流量测验断面上下游一定距离选择河岸较平缓的横断面作为比降断面，量取上下比降断面间距；

S2、卫星大数据河道断面重构方法：采用流量测验断面测高卫星或三维测绘卫星、以及正射遥感影像卫星的历史信息，通过星源重访时间、观测要素联合耦合，建立流量测验断面、比降断面的水位～水面宽关系曲线；

S3、多星源信息耦合的实时水位计算方法：递次获取通过河段的正射遥感影像卫星实时数据，量取上下比降断面水面宽数据、，以及流量测验断面水面宽数据，采用上下比降断面和流量测验断面的水位～水面宽关系计算实时水位、和，判别该水位时河段的糙率系数；若有测高卫星，通过测高卫星与正射遥感影像卫星重访时间、观测要素耦合，插补正射遥感影像卫星数据获取时间的流量测验断面水位，为流量测验断面的实时水位或校正基准；

S4、流量计算与整编方法：根据比降断面的实时水位、计算河段比降，采用流量测验断面的水位～水面宽关系曲线计算过流面积，并按比降面积法计算测验断面的流量；采用流量测验断面的水位、流量，即可按水文资料整编要求开展整编；

在所述流量计算与整编方法中，所述水位～水面宽关系曲线计算过流面积实施步骤为：

S41、对数值插值或将相关图离散化，形成基本水道断面水位和断面宽集，其中，为流量测验断面水位与断面宽函数，为流量测验断面水位与断面宽图；

S42、按计算离散水位的流量测验断面过流面积，其中，为流量测验断面水位与断面宽函数或水位与断面宽图第个断面宽离散点，为流量测验断面水位与断面宽函数或水位与断面宽图第个水位离散点；为流量测验断面水位与断面宽函数或水位与断面宽图最低水位对应断面宽离散点，计算包括但不限于按三角相似； 外延处理方法；建立流量测验断面水位与过流面积函数，或点绘相关图；

在所述流量计算与整编方法中，所述比降面积法计算测验断面的流量实施步骤为：

S411、由流量测验断面实时水位，通过过流面积函数计算或相关图插补得对应的过流面积其中，为通过流量测验断面的水位～水面宽关系曲线计算的实时水位，为流量测验断面水位与过流面积函数；

S422、选择低于实时水位离散，计算水力半径，其中，为流量测验断面水位与断面宽函数或水位与断面宽图第个断面宽离散点，为流量测验断面水位与断面宽函数或水位与断面宽图第个水位离散点；表示低于水位的最大离散值；

S433、按水力学曼宁公式计算流量测验断面实时水位对应的流量；或采用自下游至上游的水面曲线法试算推流。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星大数据的河流流量连续测量方法，其特征在于：缺乏资料系指在拟开展流量测验的河流，缺乏水文测验资料和河道地形资料。

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星大数据的河流流量连续测量方法，其特征在于：所述多星源包括但不限于安装激光或雷达高度计的测高卫星、遥感正射影像卫星、具有综合三维成像的资源或测绘卫星。

4.根据权利要求3所述的一种基于卫星大数据的河流流量连续测量方法，其特征在于：在所述卫星大数据河道断面重构方法中，所述星源重访时间、观测要素联合耦合的实施步骤为：

S21、建立流量测验断面测高卫星或三维成像测绘卫星观测水位和正射遥感影像观测断面宽随时间的联合分布函数，或点绘、过程线图；

S22、求解测高卫星或三维成像测绘卫星观测水位时间点的断面水面宽、正射遥感影像观测断面宽时间点的水位，或在过程线图中插值测高卫星或三维成像测绘卫星观测水位时间点的断面水面宽、在过程线图中插值正射遥感影像观测断面宽时间点的水位；

S23、依据求解或插值的所有水位或水面宽数值，建立流量测验断面水位与断面宽函数，或点绘相关图；

S24、比降断面采用三维成像测绘卫星观测水位和正射遥感影像卫星观测断面宽，按步骤S21～S23建立比降断面水位与断面宽函数，或点绘相关图。