有效
一种面向复杂河道环境的卫星遥感水位确定方法和装置
方晨琦、龙笛
清华大学
摘要
本申请涉及一种面向复杂河道环境的卫星遥感水位确定方法和装置。所述方法包括:获取目标河流区域中的多个水体波形,水体波形根据目标观测周期的回波数据确定;对于各水体波形,根据水体波形进行子波形识别,确定水体波形中的有效子波形;对于各水体波形,若有效子波形的数量大于或等于2,则根据有效子波形确定候选子波形组,并根据候选子波形组的波峰功率差值确定目标子波形,其中,候选子波形组由两个连续的有效子波形构成,根据各目标子波形确定对应的重跟踪点,并根据各重跟踪点确定目标河流区域在目标观测周期内的多个水位值。采用本方法能够在复杂河道环境中准确确定水位。
1.一种面向复杂河道环境的卫星遥感水位确定方法,其特征在于,所述方法包括:获取目标河流区域中的多个水体波形,所述水体波形根据目标观测周期的回波数据确定;对于各所述水体波形,根据所述水体波形进行子波形识别,确定所述水体波形中的有效子波形;对于各所述水体波形,若所述有效子波形的数量大于或等于2,则根据所述有效子波形确定候选子波形组,并根据所述候选子波形组的波峰功率差值确定目标子波形,其中,所述候选子波形组由两个连续的有效子波形构成;根据各所述目标子波形确定对应的重跟踪点,并根据各所述重跟踪点确定所述目标河流区域在所述目标观测周期内的多个水位值;所述根据所述水体波形进行子波形识别,确定所述水体波形中的有效子波形,包括:根据预设功率阈值确定子波形搜索起点;根据所述子波形搜索起点向前向后搜索,确定所述水体波形的至少一个极小值点,并在水体波形的功率小于最低功率阈值时停止搜索;根据各所述极小值点确定多个初始子波形,所述极小值点为一个初始子波形的前缘起始点和与所述初始子波形相邻的其他初始选子波形的后缘终止点;对于各所述初始子波形,若所述初始子波形的峰值功率与所述子波形的前缘起始点的功率满足预设条件,将所述子波形确定为有效子波形;所述预设条件包括所述峰值功率与所述前缘起始点的功率的功率差值不小于预设功率差值,和/或,所述预设条件包括所述峰值功率与所述前缘起始点的功率的功率斜率不小于预设功率斜率阈值;所述根据所述候选子波形组的波峰功率差值确定目标子波形,包括:若所述候选子波形组中的两个候选子波形的波峰功率的差值小于预设阈值,则目标子波形为第一个候选子波形;若所述两个候选子波形的波峰功率的差值不小于预设阈值,则目标子波形为第二个候选子波形,其中,在所述候选子波形组中,所述第一个候选子波形位于所述第二个候选子波形之前。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述有效子波形的数量大于2,则根据所述有效子波形确定候选子波形组,包括:根据峰值功率最大的有效子波形和与所述有效子波形相邻的其他有效子波形确定所述候选子波形组。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取目标河流区域的初始水位时间序列,所述初始水位时间序列包括所述目标河流区域在多个观测周期内的多个水位值;获取预设水位范围,所述预设水位范围根据所述目标河流区域的湿季水位、干季水位和先验水位确定;根据所述预设水位范围对所述初始水位时间序列中的水位值进行异常值筛选,确定有效水位时间序列,其中,在所述有效水位时间序列中,一个所述观测周期包括至少一个有效水位值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:通过滑动时间窗口法确定所述有效水位时间序列中每个时间窗口对应的水位值的中位数绝对偏差,其中,一个时间窗口包括多个观测周期;对于各所述时间窗口的中心,根据所述中位数绝对偏差识别并剔除异常水位值,确定所述时间窗口的中心对应的观测周期的至少一个有效水位值。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:对于各所述观测周期,若所述有效水位值的数量大于预设个数,根据各所述有效水位值确定二次函数拟合水位曲线,所述二次函数拟合水位曲线的横坐标为所述目标河流区域中卫星足迹点的序号,所述二次函数拟合水位曲线的纵坐标为所述卫星足迹点对应的水位值;根据各所述二次函数拟合水位曲线分别对各所述观测周期的各所述有效水位值进行修正;对于各所述观测周期,根据修正后的多个所述有效水位值确定所述目标河流区域在所述观测周期内的目标水位值;根据所述目标河流区域在各所述观测周期内的目标水位值确定目标水位时间序列。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取目标河流区域中的多个水体波形,包括:获取所述目标河流区域中卫星各足迹点对应的雷达回波数据;根据各所述雷达回波数据的最大功率值确定各所述雷达回波数据的峰值尖锐度;对于各所述雷达回波数据,若所述雷达回波数据的峰值尖锐度大于预设尖锐度,将所述雷达回波数据确定为所述目标河流区域中的水体波形。
7.一种面向复杂河道环境的卫星遥感水位确定装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取目标河流区域中的多个水体波形,所述水体波形根据目标观测周期的回波数据确定;识别模块,用于对于各所述水体波形,根据所述水体波形进行子波形识别,确定所述水体波形中的有效子波形;第一确定模块,用于对于各所述水体波形,若所述有效子波形的数量大于或等于2,则根据所述有效子波形确定候选子波形组,并根据所述候选子波形组的波峰功率差值确定目标子波形,其中,所述候选子波形组由两个连续的有效子波形构成;第二确定模块,用于根据各所述目标子波形确定对应的重跟踪点,并根据各所述重跟踪点确定所述目标河流区域在所述目标观测周期内的多个水位值;所述识别模块,具体用于根据预设功率阈值确定子波形搜索起点;根据所述子波形搜索起点向前向后搜索,确定所述水体波形的至少一个极小值点,并在水体波形的功率小于最低功率阈值时停止搜索;根据各所述极小值点确定多个初始子波形,所述极小值点为一个初始子波形的前缘起始点和与所述初始子波形相邻的其他初始选子波形的后缘终止点;对于各所述初始子波形,若所述初始子波形的峰值功率与所述子波形的前缘起始点的功率满足预设条件,将所述子波形确定为有效子波形;所述预设条件包括所述峰值功率与所述前缘起始点的功率的功率差值不小于预设功率差值,和/或,所述预设条件包括所述峰值功率与所述前缘起始点的功率的功率斜率不小于预设功率斜率阈值;所述第一确定模块,具体用于若所述候选子波形组中的两个候选子波形的波峰功率的差值小于预设阈值,则目标子波形为第一个候选子波形;若所述两个候选子波形的波峰功率的差值不小于预设阈值,则目标子波形为第二个候选子波形,其中,在所述候选子波形组中,所述第一个候选子波形位于所述第二个候选子波形之前。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。



