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申请/专利权人：黄河流域水土保持生态环境监测中心;武汉卓兴创信息技术有限公司

摘要：本发明公开了一种基于DSM数据快速计算淤地坝库容及高程信息的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定监测区域，获取监测区高分辨率卫星遥感或无人机航测影像数据；步骤2、构建淤地坝已淤库容计算模型；步骤3、获取已淤库容计算模型中各淤积体特征参数值；步骤4、计算已淤库容；步骤5、计算淤地坝剩余库容；步骤6、计算淤地坝淤积高程、坝顶高程。本发明解决了现有技术中存在的淤地坝库容及高程信息计算精度差、效率低的问题，尤其解决了无设计资料淤地坝库容及高程信息的计算问题。

主权项：1.基于DSM数据快速计算淤地坝库容及高程信息的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定监测区域，获取监测区高分辨率卫星遥感或无人机航测影像数据；所述步骤1中监测区高分辨率卫星遥感或无人机航测影像数据包括数字正射影像图DOM和数字地表模型DSM数据，其中DOM数据指项目区扫描处理的数字化的航空像片遥感影像，经逐个象元进行投影差改正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据，其栅格分辨率即每个栅格对应地表的尺寸小于1米、平面精度小于1米；DSM数据指以一系列栅格的三维坐标表达地表起伏形态的数据，其栅格分辨率小于3米、相对高程精度小于3米；步骤2、构建淤地坝已淤库容计算模型；所述步骤2具体如下：淤地坝已淤库容即淤地坝库区内拦截泥沙的体积，根据泥沙淤积体形状，将淤积体概化为断面形状规则的柱体，从坝前至坝尾将淤积体按纵断面划分成n段，在计算已淤库容时，将淤积体的每一条沟道当做一个新的柱体计算，已淤库容是多条沟道淤积体淤积区间的三重积分和： 式1中：VJ表示淤地坝已淤库容，单位为m3；m表示淤积体中沟道数量，取值为1,2,3……m，若淤积体只有主沟道，则m取值为1，即将主沟道定义为第1个沟道；n表示根据淤积体表面宽的变化，将淤积体从坝前至坝尾划分n个断面，取值为1,2,3……n；Smn表示为第m个沟道淤积体第n个纵断面的面积，即坝前纵断面的面积，单位为m2；lmn表示第m个沟道淤积体第n-1个纵断面至第n个纵断面的水平距离，单位为m，lmn的总和为第m个沟道的淤积长，单位为m； 式2中：Bmn表示第m个沟道第n处纵断面的淤积表面宽，单位为m；B′mn表示第m个沟道第n处纵断面的沟底宽，单位为m，当B′mn取值为0时则认为淤积体纵断面为三角形，侵蚀沟道为“V”型沟道，B′mn不为0时，则认为淤积体纵断面为梯形，侵蚀沟道近似为“U”型沟道；hmn表示第m个沟道第n处纵断面的淤积深，单位为m；B′mn＝Bmn-1kmnr+1kmnlhmn3hmn＝lm-l′mnhmlm4式中，kmnr表示第m个沟道第n断淤积体右岸边坡比；kmnl表示第m个沟道第n断淤积体左岸边坡比；l′mn表示为第m个沟道淤积体起始点至第n处纵断面的水平距离，单位为m；hm表示第m个沟道淤积体起始点淤积深，单位为m；lm表示第m个沟道淤积长，单位为m；hm＝hma-hmblmLm5式5中：hma表示第m个沟道淤积体上游尾部沟底高程，单位为m；hmb表示第m个沟道与主沟道分叉处的高程，m取值1时，为主沟道，指坝体背水面沟底高程，单位为m；Lm表示第m个沟道与主沟道分叉处或沟道坝体背水面沟道断面线至淤积体上游尾部的长度，即第m个沟道的沟长，单位为m；步骤3、获取已淤库容计算模型中各淤积体特征参数值；所述步骤3具体如下：基于所述步骤2的式1-式5，计算已淤库容需要获取的淤积体特征参数包括：坝体背水面沟底高程、淤积体每个沟道上游尾部沟底高程、每个沟道的沟长、每个沟道的淤积长及每个沟道淤积体各纵断面的淤积表面宽、分段淤积体长、分段左右岸边坡坡比，通过DOM和DSM数据测算各特征要素，其中：坝体背水面沟底高程：根据所述步骤1中获取的DOM和DSM数据，在DOM中识别定位坝体背水面沟道断面线，同时在DSM上读取沟道断面线上对应像元的高程值，其最小值即为坝体背水面沟底高程值；淤积体每个沟道上游尾部沟底高程：根据所述步骤1中获取的DOM和DSM数据，识别定位淤积体每个沟道上游的边界位置，通过在DSM上读取淤积体尾部断面线上对应像元的高程值，其最小值即为每个沟道上游尾部的沟底高程值；每个沟道的沟长：根据所述步骤1中获取的DOM数据，识别定位坝体背水面沟道断面线与主沟道淤积体上游尾部断面线之间的沟道走向线及各支沟分叉处与支沟淤积体上游尾部断面线之间的沟道走向线，测量各沟道沟长线的长度即为沟长；每个沟道的淤积长：根据所述步骤1中获取的DOM数据，识别定位每个沟道淤积起始点和相应淤积体上游尾部断面线之间的沟道走向线，测量各沟道淤积长线的长度即为淤积长；每个沟道淤积体各纵断面的淤积表面宽：参考所述步骤1中获取的DOM数据，人工目视解译淤地坝淤积范围，通过测量淤积范围与各纵断面相交线两端之间的距离获取；分段淤积体长：参考所述步骤1中获取的DOM数据，通过在DOM上测量淤积体两处纵断面间的距离获取；分段左右岸边坡比：基于淤积范围、DSM数据，在DSM上分别读取每一段淤积面以上左右岸边坡顺坡方向两点之间的高程差和距离，高程差与距离的比值即为边坡比；步骤4、计算已淤库容；所述步骤4具体如下：采用聚合分析法，即通过细化淤积体断面的间距参数，计算出不同n值下的已淤库容，当在某个n值区间计算出的已淤库容趋于稳定，不受n值大小影响时，则认为在这个n值区间得到了最小误差下的已淤库容，取这个区间内不同n值对应已淤库容的平均值即为最终的已淤库容计算结果；步骤5、计算淤地坝剩余库容；步骤6、计算淤地坝淤积高程、坝顶高程。

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