本发明专利技术提供一种河流流量遥感监测方法及装置，所述方法包括：基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建时序二值化水体图像；基于所述重建的时序二值化水体图像，获取时序河宽数据集；基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线；基于所述时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线，获取时序河流流量数据集。本发明专利技术通过对水面进行重建，实现不需要人工解译的情况下获取河流水面分布数据，对水下地形进行模拟，实现不需要对地形进行实测的情况下获取河流断面地形数据，构建了自动化的河流流量监测方案。流流量监测方案。流流量监测方案。
【技术实现步骤摘要】
河流流量遥感监测方法及装置
[0001]本专利技术涉及河流径流监测
，尤其涉及一种河流流量遥感监测方法及装置。
技术介绍
[0002]卫星遥感技术以其及时高效、定期重访、观测范围广等优点，被广泛应用于河流流量监测，并被寄予厚望。
[0003]目前已有不少基于遥感手段估算径流的研究，例如，利用微波遥感、低空遥感和水下地形测绘技术获取河道水力学参数，结合曼宁公式估算流速来监测流量。但是这种方案中河宽计算需要人工量测，水下地形需要实测，自动化程度低。
[0004]因此，构建自动化的河流流量监测方案是急需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种河流流量遥感监测方法及装置，用以解决现有技术中河流流量监测方案的自动化程度低的缺陷。
[0006]本专利技术提供一种河流流量遥感监测方法，包括：
[0007]基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像；
[0008]基于所述重建的时序二值化水体图像，获取时序河宽数据集；
[0009]基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线；
[0010]基于所述时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线，获取时序河流流量数据集。
[0011]可选地，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像的水面进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：
[0012]利用所述水面缺失图像对水体发生率图像进行掩膜，获取所述水面缺失图像的水体发生率直方图；
[0013]根据所述水面缺失图像的水体发生率直方图确定水体发生率阈值；
[0014]对所述水面缺失图像中大于所述水体发生率阈值的像元进行水体重建处理，获取重建的时序二值化水体图像。
[0015]可选地，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像的水面进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：
[0016]确定所述水面缺失图像中第一水域与所述水面缺失图像中第二水域的比例；所述第一水域为所述水面缺失图像的无缺失区域中水体边界与相邻等深线中较低等深线之间的水域；所述第二水域为所述水面缺失图像的无缺失区域中最小邻域等深线区域之间的水域；
[0017]根据所述比例确定相邻等深线之间的边界点位置；
[0018]对边界点位置进行连接，获取重建的时序二值化水体图像。
[0019]可选地，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：
[0020]基于水体发生率对所述水面缺失图像进行重建，获取重建的第一时序二值化水体图像；
[0021]基于水面等深线对所述重建的第一时序二值化水体图像进行修正，获取重建的第二时序二值化水体图像。
[0022]可选地，基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线，包括：
[0023]基于相邻像元的高程、坡度以及像元尺寸，确定待模拟像元的高程；所述相邻像元为与所述待模拟像元相邻的像元；
[0024]基于待模拟像元的高程，获取水下地形；
[0025]基于水下地形、河宽以及水力梯度，获取河宽与河流流量的关系曲线。
[0026]可选地，基于相邻像元的高程、坡度以及像元尺寸，确定待模拟像元的高程之前，包括：
[0027]确定河道最深点；
[0028]以所述河道最深点为界，依据水上像元的高程与坡度信息对相应侧的水下地形进行模拟。
[0029]可选地，确定河道最深点之前，包括：
[0030]确定河道主方向；
[0031]将河道边缘图像按所述河道主方向进行旋转，直至所述河道边缘图像的横截线水平；
[0032]对所述河道边缘图像中沿垂直所述横截线方向的高程值进行平均处理，获取河道横断面；
[0033]对所述河道横断面的水面进行掩膜处理，获取需模拟的水下地形区域。
[0034]可选地，确定河道主方向，包括：
[0035]将所述河道边缘图像从空间域变换至频率域；
[0036]在频率域中，以河道边缘图像的原点为起点进行扇区划分，并确定每个扇区的能量；
[0037]将能量最大的扇区对应的方向确定为河道的主方向。
[0038]可选地，所述水体发生率图像由以下步骤获取：
[0039]对多年多源遥感水体影像进行水体提取，获取时序二值化水体图像；
[0040]将时序二值化水体图像进行叠加，获取所述水体发生率图像。
[0041]可选地，基于所述重建的时序二值化水体图像，获取时序河宽数据集，包括：
[0042]对所述重建的时序二值化水体图像进行距离变换、图像梯度和形态学骨架化处理，获取河道中心线图像；
[0043]基于所述河道中心线图像中河道中心线的法线与河道边界的交点，获取所述时序河宽数据集。
[0044]可选地，基于所述河道中心线图像中河道中心线的法线与河道边界的交点，获取
时序河宽数据集，包括：
[0045]将所述河流中心线图像与卷积核进行卷积，获取卷积图像；
[0046]基于所述河流中心线图像与所述卷积核的边缘的交点个数以及所述卷积图像中的卷积值，确定河道中心线的法线方向；
[0047]基于沿所述法线方向的河道中心线的法线与河道边界的交点，获取所述时序河宽数据集。
[0048]本专利技术还提供一种河流流量遥感监测装置，包括：
[0049]第一获取模块，用于基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像；
[0050]第二获取模块，用于基于所述重建的时序二值化水体图像，获取时序河宽数据集；
[0051]第三获取模块，用于基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线；
[0052]第四获取模块，用于基于所述时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线，获取时序河流流量数据集。
[0053]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述河流流量遥感监测方法的步骤。
[0054]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述河流流量遥感监测方法的步骤。
[0055]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述河流流量遥感监测方法的步骤。
[0056]本专利技术提供的河流流量遥感监测方法及装置，通过对水面进行重建，实现不需要人工解译的情况下获取河流水面分布数据，对水下地形进行模拟，实现不需要对地形进行实测的情况下获取河流断面地形数据，构建了自动化的河流流量监测方案。
附图说明
[0057]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种河流流量遥感监测方法，其特征在于，包括：基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像；基于所述重建的时序二值化水体图像，获取时序河宽数据集；基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线；基于所述时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线，获取时序河流流量数据集。2.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：利用所述水面缺失图像对水体发生率图像进行掩膜，获取所述水面缺失图像的水体发生率直方图；根据所述水面缺失图像的水体发生率直方图确定水体发生率阈值；对所述水面缺失图像中大于所述水体发生率阈值的像元进行水体重建处理，获取重建的时序二值化水体图像。3.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：确定所述水面缺失图像中第一水域与所述水面缺失图像中第二水域的比例；所述第一水域为所述水面缺失图像的无缺失区域中水体边界与相邻等深线中较低等深线之间的水域；所述第二水域为所述水面缺失图像的无缺失区域中最小邻域等深线区域之间的水域；根据所述比例确定相邻等深线之间的边界点位置；对边界点位置进行连接，获取重建的时序二值化水体图像。4.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建，获取重建的时序二值化水体图像，包括：基于水体发生率对所述水面缺失图像进行重建，获取重建的第一时序二值化水体图像；基于水面等深线对所述重建的第一时序二值化水体图像进行修正，获取重建的第二时序二值化水体图像。5.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，基于高程循环迭代对水下地形进行模拟，获取河宽与河流流量的关系曲线，包括：基于相邻像元的高程、坡度以及像元尺寸，确定待模拟像元的高程；所述相邻像元为与所述待模拟像元相邻的像元；基于待模拟像元的高程，获取水下地形；基于水下地形、河宽以及水力梯度，获取河宽与河流流量的关系曲线。6.根据权利要求5所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，基于相邻像元的高程、坡度以及像元尺寸，确定待模拟像元的高程之前，包括：确定河道最深点；以所述河道最深点为界，依据水上像元的高程与坡度信息对相应侧的水下地形进行模拟。7.根据权利要求6所述的河流流量遥感监测方法，其特征在于，确定河道最深点之前，
包括：确定河道主方向；将河道边缘图像按所述河道主方向进行旋转，直至所述河...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢善龙，李明阳，方纯，王勇，李心如，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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