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原文传递一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法

专利名称：	一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法
摘要：	本发明公开了一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其包括确定泉眼分布区域；通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达微波数据与遥感影像数据；对获得的雷达与遥感影像数据进行处理；将泉眼分布区域栅格化处理，通过得到的数据计算目标泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量；识别与标记目标泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图；在多个日期重复计算，将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格，即得到泉眼所在位置。本发明能够解决现有技术中缺乏能够快速调查较大尺度区域内泉眼出露点分布方法的问题，准确率高、测定速度快、范围大。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国水利水电科学研究院
发明人：	赵思远;杜军凯;贾仰文;龚家国;牛存稳;王英
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910918503.X
公开号：	CN110618145A
代理机构：	成都正华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	何乃翘
分类号：	G01N22/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	100038 北京市海淀区车公庄西路20号
主权项：	1.一种基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、确定泉眼分布区域； S2、通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达微波数据与遥感影像数据； S3、对S2获得的雷达与遥感影像数据进行处理； S4、将泉眼分布区域栅格化处理，通过S1和S3得到的数据计算目标泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量m； S5、识别与标记目标泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图； S6、在多个日期重复S1至S5，将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格，即得到泉眼所在位置。 2.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述确定泉眼分布区域的方法为：通过分析待研究区域的地形数据，提取沟沿线与沟道。 3.根据权利要求2所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述待研究区域地形数据通过精度为30m的DEM图像数据获取，待研究区域地形数据包括坡度、坡向、地面曲率、沟沿线和山谷线。 4.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述通过无人机获取目标泉眼分布区域的雷达与遥感影像数据的具体方法为：根据泉眼分布区域规划无人机的航迹，设置航向重叠度80％，旁向重叠度70％，飞行高度50m，控制空间分别率在1m以内；选择无风或风力小于2级，晴朗无云或云量小于2的气象条件，在10：00—14:00之间飞行采集遥感影像数据。 5.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述无人机每个架次飞行前后均进行标准参考白板校正。 6.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述对雷达与遥感影像数据进行处理包括如下步骤： S1、通过人工目视检查雷达与遥感影像数据的图像质量，去除因阵风引起的变形图像； S2、对遥感影像数据进行图像辐射校正，消除数据获取和传输过程产生的辐射失真或畸变，得到地物真实的反射率数据； S3、采用线性平滑高斯滤波法进行图像降噪； S4、分别将雷达辐射数据与遥感图像数据重新采样至相同的空间分辨率，然后输出处理后的数据。 7.根据权利要求6所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述计算目标泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量m的方法包括如下步骤： S1、根据遥感影像数据中的近红外波段反射率ρNIR和中红外波段反射率ρMIR数据计算各栅格的植被含水量数据mveg，其计算公式为： S2、根据植被含水量数据mveg和雷达波入射角θ，计算植被层的双层衰减因子γ2(θ)，其计算公式为： γ2(θ)＝exp(-2·0.137mveg·secθ)； S3、根据植被层的双层衰减因子γ2(θ)，计算植被层后向散射系数其计算公式为： S4、根据植被层后向散射系数和植被覆盖地表下总的雷达后向散射系数计算直接地表后向散射系数其计算公式为： S5、根据直接地表后向散射系数计算土壤含水量m，其计算公式为： 8.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述识别与标记目标泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图的方法包括如下步骤： S1、对目标区域内各栅格含水量进行极值分析，并标记为潜在泉眼栅格，对应的栅格含水量记为mi； S2、将潜在泉眼栅格含水量mi与当地常年地表土壤田间持水量m田间持水量进行对比，若mi≤m田间持水量，则判定该潜在泉眼栅格为伪泉眼栅格；若mi＞m田间持水量，则判定该潜在泉眼栅格为真泉眼栅格； S3、提取S2中的真泉眼栅格并生成单日期的泉眼分布图。 9.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格的方法为：在各日期的泉眼分布图中均被记为泉眼潜在位置的栅格，即为泉眼所在位置。 10.根据权利要求1所述的基于无人机的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述无人机配有图像测量模块和全球导航卫星定位模块，装载合成孔径雷达和高光谱成像仪。
所属类别：	发明专利