基于光學(xué)影像的洪泛濕地水深反演與流量測算模型研究.pdf

1、本文主要目的是研究基于光學(xué)影像的洪泛濕地水深反演和流量測算的方法與技術(shù),以建立一套洪泛濕地水深反演和流量測算的遙測模型體系。該模型體系的研究包含三個部分:(1)基于光學(xué)影像的洪泛濕地水深反演的模型;(2)利用水深反演結(jié)果測算洪泛濕地流量的模型;(3)根據(jù)以往水深圖及實測水文資料驗證該模型的可靠性。
　　螺螄灘水域?qū)儆诶旖饔?呈典型的山區(qū)河流特性,是很具有代表性的洪泛濕地。該水域?qū)儆跍\水域,利用回聲探測水深較為困難,尤其是在枯水季

2、節(jié)。該水域的現(xiàn)有水深數(shù)據(jù)都是小于20米的水深數(shù)據(jù),而且大部分水深都小于5米。本文提出了一種利用法國SPOT衛(wèi)星的光學(xué)影像或者近紅外遙感的方法以獲取淺水域的水深數(shù)據(jù)。該方法是采用光學(xué)能量反射原理從而獲取水深的,它利用多時段影像獲取水深點比傳統(tǒng)方法更為有效。在本文的研究中,利用兩幅遙感影像進行比對,以獲取水域環(huán)境的參數(shù)的分布。為了做到精確比對,本文使用了相對大氣校正法來改善兩幅影像的比對標準,使它們擁有相似的大氣條件。然后,本文比較了從兩幅

3、影像中捕獲的不同的當?shù)厮蚩梢姽獾恼凵湎禂?shù)。最后,在此研究的基礎(chǔ)上,本文提出了一種用來確定淺水域的衰減系數(shù)和水底的反射系數(shù)的方法。該方法確定的這兩個參數(shù)效果較為理想。
　　在流量測算研究中,假設(shè)漓江流場是紊流流況,垂向流速分布呈對數(shù)律和冪次律。如果把研究流域橫斷面視為由若干矩形分區(qū)組成,則可以根據(jù)該分區(qū)反演的水深和測得粗糙度計算出該區(qū)的表面流速及平均流速,從而可以測算測斷面流量。粗糙度主要受床底粒徑、河床形狀及床底傳播能量的性能的

4、影響。除了碎石河床可依據(jù)床底粒徑測量粗糙度,一般情況下,很難直接測量。本文建議采用以往水文資料計算橫斷面上的粗糙度分布,從而推估表面流速,進而測算流量。
　　根據(jù)本文所提出的模型與方法在螺螄灘水域進行了實驗。研究結(jié)果表明,通過本文的模型可以獲得螺螄灘淺水域的高分辨率的水深圖以及較準確的流量值。此外,研究結(jié)果也表明了該水域的最大水深為14米,兩次流量測算結(jié)果的誤差分別為9.03％和10.52%。該研究提出了一種利用光學(xué)影像有效的關(guān)于