本发明专利技术涉及一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，属于河道测量和洪峰监测技术领域。通过河道断面勘测数据获取河道断面关键参数；获取雷达遥感影像数据，提取遥感影像中河道断面的高程信息，获取初始时刻T<subgt;1</subgt;的河道断面的高程信息H<subgt;1</subgt;，结束时刻T<subgt;2</subgt;的河道断面的高程信息H<subgt;2</subgt;，计算初始时刻的河道断面水深h<subgt;1</subgt;和结束时刻河道断面的水深h<subgt;2</subgt;；利用雷达遥感获取T<subgt;2</subgt;T<subgt;1</subgt;时间段内水流路径长度L；把时间段内的水量看作一个四棱台的体积，计算单位时段内的流量即得洪峰流量。本发明专利技术方法可以在应对突发洪涝灾害时能够迅速作出反应，不仅能有效降低人力物力的投入，还可以实现对洪峰流量高效、快速、全面地常态化监测，提高水资源管理效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，属于河道测量和洪峰监测。
技术介绍
1、洪峰流量是指在一定时间内，河流或河道中水位达到最高峰值时的流量，通常以立方米/秒为单位。洪峰流量的形成主要是当降雨量较大时，土壤无法完全吸收和储存水分，地表径流会大量涌入河道，造成河流水位的上升。它是自然界中的一种自然现象，在河流中具有重要的意义和影响。如果降雨量持续增加，超过了河道的通水能力，就会导致洪峰流量的出现。洪峰流量的研究对于防洪减灾、水资源利用和生态环境保护等方面都具有重要意义。
2、目前洪峰流量的计算方式主要分为直接观测和间接测算等方式。直接观测主要以浮标测流法为主，该方法使用方便，测流速度快，但是整个测验过程需要人员配合完成，洪峰流量的出现多伴随较为恶劣的天气环境，需要投入较多的人力物力成本。间接观测主要以水文模型计算为主，通过一定的数学模型，模拟水文过程和洪水产生过程，来计算洪峰流量，但是水文模型的参数通常需要根据历史数据或专家经验进行设定，这种设定方式可能受到多种因素的影响，导致模型参数的不确定性。这种不确定性可能会影响模型的预测精度和可靠性，进而影响洪峰流量估算的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述不足而提供一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，以河道断面勘测数据为基础，结合遥感影像对洪峰流量计算，可以有效减少人力、物力资源的浪费，并实现对洪峰流量的常态化监测，可以应用于河道的水流阻力、水流损失、生态蓄水量等多个要素的计算。
>2、本专利技术采取的技术方案为：3、一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，包括步骤如下：
4、s1. 通过河道断面勘测数据获取河道断面关键参数，包括河底高程h0；河底宽为b，右岸边坡系数m1，左岸边坡系数为m2；
5、s2. 获取雷达遥感影像数据，提取遥感影像中河道断面的高程信息，获取初始时刻t1的河道断面的高程信息h1，结束时刻t2的河道断面的高程信息h2，计算初始时刻的河道断面水深h1和结束时刻河道断面的水深h2；
6、s3. 利用雷达遥感获取t2t1时间段内水流路径长度l；
7、s4. 根据上述雷达遥感获取数据与河道断面关键参数，把t2t1时间段内的水量看作一个四棱台的体积，计算单位时段内的流量q，即得洪峰流量：
8、。
9、上述方法中，
10、步骤s2中河道断面水深的计算公式为：
11、h1=h1-h0，
12、h2=h2-h0，
13、h0：河底高程，
14、h1：初始时刻河道断面高程，
15、h2：结束时刻河道断面高程，
16、h1：初始时刻t1河道断面水深，
17、h2：结束时刻t2河道断面水深。
18、步骤 s3中时间段内水流路径长度l的获得方法是：使用搭载雷达的无人机或其他平台对目标河道进行扫描， 获取河流表面的流速数据，通过将流速数据与时间段积分的形式势获取时间段内的水流路径长度l，
19、，
20、l：时间段内水流路径长度，
21、t1：初始时刻，
22、t2：结束时刻，
23、v1：初始时刻雷达测得的水流流速，
24、v2：结束时刻雷达测得的水流流速。
25、步骤s4中洪峰流量的推算过程为：
26、（1）先计算时间段的过水量，初始时刻t1的河道断面为一个梯形，经过t2t1时间段，t2时刻对应的河道断面也为一个梯形，把t2t1时间段内的水量看成一个四棱台的体积，根据四棱台体积公式计算过水量：
27、，
28、v：四棱台的体积，也即过水量，
29、s上底：初始时刻t1的河道断面面积，
30、s下底：结束时刻t2的河道断面面积，
31、l：时间段内水流路径长度l；
32、其中s上底 的计算过程为：
33、初始时刻t1的河道断面，根据边坡系数定义可知，b左1=m1×h1 ，b右1=m2×h1，
34、s上底= （2b+ m1h1+ m2h1）h1/2，
35、b左1：初始时刻t1的河道断面左边坡面水平方向上的投影长度，
36、b右1：初始时刻t1的河道断面右边坡面水平方向上的投影长度，
37、h1：初始时刻t1的河道断面水深；
38、s下底 的计算过程为：
39、结束时刻t2的河道断面，根据边坡系数定义可知，b左2=m1×h2 ，b右2=m2×h2，
40、s下底=（2b+ m1h2+ m2h2）h2/2，
41、b左2：结束时刻t2的河道断面左边坡面水平方向上的投影长度，
42、b右2：结束时刻t2的河道断面右边坡面水平方向上的投影长度，
43、h2：结束时刻t2的河道断面水深；
44、将计算的s上底和s下底代入上式v得：
45、；
46、（2）计算单位时段内的流量为：
47、，
48、将上式计算的时间段内过水量v代入得：
49、，
50、q即为洪峰流量。
51、本专利技术的有益效果是：
52、本专利技术能针对一些河道断面情况复杂的河道，结合河道勘测测量的基础数据，利用雷达卫星遥感数据计算洪峰流量。通过遥感手段，可以在应对突发洪涝灾害时能够迅速作出反应，为防洪抗旱工作提供有力支持。不仅能有效降低人力物力的投入，还可以实现对洪峰流量高效、快速、全面地常态化监测，提高水资源管理效率，为防洪抗旱工作提供重要的数据支持和决策依据。
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【技术保护点】
1.一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，步骤S2中河道断面水深的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，步骤S3中时间段内水流路径长度L的获得方法是：使用搭载雷达的无人机或其他平台对目标河道进行扫描， 获取河流表面的流速数据，通过将流速数据与时间段积分的形式势获取时间段内的水流路径长度L，
4.根据权利要求1所述的一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，步骤S4中洪峰流量的推算过程为：
【技术特征摘要】
1.一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，步骤s2中河道断面水深的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于遥感影像获取洪峰流量的计算方法，其特征是，步骤s3中时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙启玉，赵金淼，蔺文慧，荆志铎，慎圆星，
申请(专利权)人：山东锋士信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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