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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明涉及一种基于径流权值模型的湖库群滞洪量计算方法。本发明准备研究区日尺度径流数据，包含汛期内洪水始末时间的多景高时空分辨率遥感影像。以两幅相邻图像为一组分别计算各段时间间隔，将单个湖库作为基本计算单元，对流域内所有湖库的滞洪量进行统计求和，作为一次洪水期间该流域湖库群的总滞洪量。针对以上计算要素，结合蓄水量‑面积模型计算每个单元在各时相的蓄水量，整合各组的日水体蓄水量形成该计算单元此次洪水期的蓄水量序列，计算流域滞洪量。本发明构建了一种在不需要获取降水和蒸散发数据的情况下，仅通过遥感图像信息和径流水文资料即可进行滞洪量估算的新方法，在不损失精度的前提下极大提高了计算效率和适用性。

主权项：1.一种基于径流权值模型的湖库群滞洪量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，引入多个采集日的GF-1遥感影像，将多个采集日的GF-1遥感影像依次通过辐射定标、大气校正、正射校正、影像裁剪得到多幅预处理后GF-1遥感影像，引入多个采集日的Sentinel-1遥感影像，将多个采集日的Sentinel-1遥感影像依次通过镶嵌处理、裁剪处理、轨道校正、热噪声去除、辐射定标、滤波处理、地形校正、分贝化处理得到多幅预处理后Sentinel-1遥感影像；步骤2，对每个采集日的预处理后GF-1遥感影像通过归一化水体指数方法计算得到每个采集日的预处理后GF-1遥感影像的灰度影像，将每个采集日的预处理后GF-1遥感影像的灰度影像依次通过像元均值迭代算法计算得到每个采集日的GF-1遥感影像的水体分割阈值，利用每个采集日的GF-1遥感影像的水体分割阈值将每个采集日的预处理后GF-1遥感影像的灰度影像分割为每个采集日的GF-1遥感二值影像；对每个采集日的预处理后Sentinel-1遥感影像通过双极化水体指数方法计算得到每个采集日的预处理后Sentinel-1遥感影像的灰度影像，将每个采集日的预处理后Sentinel-1遥感影像的灰度影像依次通过大津算法计算得到每个采集日的Sentinel-1遥感影像的水体分割阈值，利用每个采集日的Sentinel-1遥感影像的水体分割阈值将每个采集日的预处理后Sentinel-1遥感影像的灰度影像分割为每个采集日的Sentinel-1遥感二值影像；步骤3，对每个采集日的GF-1遥感二值影像，基于最大连通域算法进行感兴趣区外部噪声去除处理，得到每个采集日的目标湖库水面区域的GF-1二值影像；对每个采集日的目标湖库水面区域的GF-1二值影像，采用面状填充的方式去除感兴趣区的内部噪声信息，获取每个采集日的GF-1水面栅格影像，将每个采集日的GF-1水面栅格影像利用像元统计方法结合影像分辨率计算每个采集日的GF-1遥感影像的水面面积；对每个采集日的Sentinel-1遥感二值影像，基于最大连通域算法进行感兴趣区外部噪声去除处理，得到每个采集日的目标湖库水面区域的Sentinel-1二值影像；对每个采集日的目标湖库水面区域的Sentinel-1二值影像，采用面状填充的方式去除感兴趣区的内部噪声信息，获取每个采集日的Sentinel-1水面栅格影像，将每个采集日的Sentinel-1水面栅格影像利用像元统计方法结合影像分辨率计算每个采集日的Sentinel-1遥感影像的水面面积；将每个采集日的GF-1遥感影像的水面面积作为线性模型输入量，将对应相同采集日的Sentinel-1遥感影像的水面面积作为线性模型输出量，通过最小二乘法求解得到线性回归模型系数，利用线性回归模型系数构建优化后线性回归模型；将每个采集日的GF-1遥感影像的水面面积作为优化后线性回归模型的输入量，得到回归模型校正后的每个采集日的GF-1遥感影像的水面面积，通过每个采集日的Sentinel-1遥感影像的水面面积、回归模型校正后的每个采集日的GF-1遥感影像的水面面积构建每个采集日的消除差异后水面面积；步骤4，引入多个采集日的湖库蓄水量和对应相同采集日的消除差异后水面面积，将对应相同采集日的消除差异后水面面积作为水面面积蓄水量模型输入量，将每个采集日的湖库蓄水量作为水面面积蓄水量模型输出量，通过最小二乘法求解得到水面面积蓄水量模型系数，利用水面面积蓄水量模型系数构建优化后水面面积蓄水量模型，将步骤3所述的每个采集日的消除差异后水面面积输入至优化后水面面积蓄水量模型，得到每个采集日的遥感影像的蓄水量；步骤5，引入每个湖库洪涝发生期内所属流域的日尺度径流数据，对每个湖库洪涝发生期内所属流域的日尺度径流数据进行归一化，得到每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日内每天的径流归一化数值，将每个湖库洪涝发生期内多个采集日通过步骤1至步骤4，得到每个湖库洪涝发生期内每个采集日的遥感影像的蓄水量，将每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日的遥感影像的蓄水量分别用和表示，表示每个湖库洪涝发生期内第dk1个采集日的遥感影像的蓄水量，表示每个湖库洪涝发生期内第dk2个采集日的遥感影像的蓄水量，且两个采集日间隔dk2-dk1天，表示每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日内的滞洪量，利用每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日内每天的径流归一化数值乘以每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日内的滞洪量，得到每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日内每天的滞洪量，利用每个湖库洪涝发生期内相邻两个采集日的第一个采集日的蓄水量加上dk1+1日的滞洪量，得到每个湖库洪涝发生期内dk1+1日的蓄水量步骤6，对每个湖库洪涝发生期内多个采集日按步骤5进行处理，得到每个湖库洪涝发生期内每天的蓄水量，对多个湖库洪涝发生期内每天的蓄水量进行统计求和，得到湖库群洪涝发生期内每天的蓄水量，利用任意一次洪水终止日的蓄水量减去起始日的蓄水量，即可获取任意一次洪水期间流域湖库群的总滞洪量； 其中，和分别表示洪涝发生期内相邻两个采集日的遥感影像的蓄水量大小，两个采集日的时间间隔为dk2-dk1天，表示洪涝发生期内相邻两个采集日内每天的径流归一化数值，m表示从dk1日开始的第m天，表示从dk1日开始的湖库群第m天的蓄水量。

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