基于光學(xué)影像的洪泛濕地水深反演與流量測(cè)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(cè)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(cè)算的遙測(cè)模型體系。該模型體系的研究包含三個(gè)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(cè)算洪泛濕地流量的模型;(3)根據(jù)以往水深圖及實(shí)測(cè)水文資料驗(yàn)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(cè)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(guó)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(shí)段影像獲取水深點(diǎn)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(jìn)行比對(duì),以獲取水域環(huán)境的參數(shù)的分布。為了做到精確比對(duì),本文使用了相對(duì)大氣校正法來(lái)改善兩幅影像的比對(duì)標(biāo)準(zhǔn),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(dāng)?shù)厮蚩梢?jiàn)光的折射系數(shù)。最后,在此研究的基礎(chǔ)上,本文提出了一種用來(lái)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(gè)參數(shù)效果較為理想。
　　在流量測(cè)算研究中,假設(shè)漓江流場(chǎng)是紊流流況,垂向流速分布呈對(duì)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(cè)得粗糙度計(jì)算出該區(qū)的表面流速及平均流速,從而可以測(cè)算測(cè)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(cè)量粗糙度,一般情況下,很難直接測(cè)量。本文建議采用以往水文資料計(jì)算橫斷面上的粗糙度分布,從而推估表面流速,進(jìn)而測(cè)算流量。
　　根據(jù)本文所提出的模型與方法在螺螄灘水域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明,通過(guò)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(zhǔn)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(cè)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