1.一种基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过无人机雷达遥感采集多源洪涝灾害高空间分辨率的时序雷达遥感数据,并将其处理为时空基准一致的遥感数据集;S2、对遥感数据集中的各时序雷达遥感影像进行预处理;S3、对预处理后的时序雷达遥感影像进行淹没区和非淹没区分割,并去除淹没区中的细小水体,提取雷达遥感高分辨率的淹没范围;所述步骤S3中,进行淹没区和非淹没区分割的方法具体为:S31、将预处理后的时序雷达遥感影像划分为若干局部区域,并计算各局部区域的极化比;S32、在每个局部区域内,基于后向散射强度和极化比,采用局部大津法确定各局部区域的最优分割阈值;S33、根据最优分割阈值,将各局部区域内的像素划分为淹没区和掩码区;S4、定量提取洪涝演进特征要素,并结合数字高程模型和改进曼宁公式对当前淹没范围进行洪涝灾害潜在影响区域推演;所述步骤S4包括以下分步骤:S41、以正常水域范围为基准,定量计算淹没范围内的洪涝演进特征要素,包括淹没面积、淹没速度以及水头位置;S42、基于淹没范围内的地表粗糙度和数字高程模型,构建基于简化水动力学模型的改进曼宁公式,进而计算洪涝水流速度;S43、根据洪涝水流速度,从当前淹没范围的边界像元开始,按照水流方向和地形坡度,以一定步长时间进行扩展;S44、对于每个扩展的像元,当其高程值小于根据淹没范围区域临近周围的高程平均值时,将该像元划定为洪涝潜在淹没区,进而实现洪涝灾害潜在影响区域推演。
2.根据权利要求1所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S1中,对时序雷达遥感数据的处理包括:通过建立表征地面控制点坐标和时序雷达遥感数据的影像坐标间变换关系的仿射变换模型,将时序雷达遥感数据的影像坐标转换到大地坐标系中的实际地理坐标;以及将时序雷达遥感数据中雷达影像的数字量化值转换为雷达后向散射系数。
3.根据权利要求1所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下分步骤:S21、对各时序雷达遥感影像进行跨传感器辐射归一化处理;S22、采用百分位截取方法对经过辐射归一化处理的时序雷达遥感影像直方图进行校正;S23、采用基于波形修正的方法对经过校正后的每景时序雷达遥感影像进行滤波。
4.根据权利要求3所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S21包括以下分步骤:S21-1、找到在不同时相和传感器时序雷达遥感影像上辐射特性相对稳定的地物,作为伪不变特征点;S21-2、基于选取的伪不变特征点的辐射值,建立源传感器到目标传感器的辐射转换模型;S21-3、将建立的辐射转换模型应用到整个源传感器时序雷达遥感影像中,使其辐射特性与目标传感器时序雷达遥感影像一致。
5.根据权利要求3所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S22具体为:S22-1、计算经过辐射归一化的时序雷达遥感影像直方图的累积概率分布;S22-2、根据计算的累计概率分布,找到使得累积概率分布值为预设下限阈值时对应的下限灰度值,以及累积概率分布值为预设上限阈值时对应的上限灰度值;S22-3、将小于下限灰度值的灰度值截断为下限灰度值,将大于上限灰度值的灰度值截断为上限灰度值,进而重新计算时序雷达遥感影像直方图,完成校正。
6.根据权利要求3所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S23中,滤波方法为:以每景时序雷达遥感影像中的每个像元 为中心,取一个邻域窗口,对窗口内的像元进行加权求和,其表达式为:式中, 表示加权求和后窗口内的像元灰度值, 表示像元的灰度值, 表示波形修正滤波函数, 表示滤波函数的标准差, 表示波形修正系数, i,j 表示窗口内的像元横纵坐标, n 表示窗口内的像元总数。
7.根据权利要求1所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S31中,每个局部区域 R ij ,极化比 为:式中, 表示HH极化的后向散射强度, 表示VV极化的后向散射强度;所述步骤S32中,在确定各局部区域的最优分割阈值时,局部大津法的目标函数为最大化局部区域内的类间方差 :式中, t 表示灰度阈值, 和 分别表示灰度值小于等于 t 和大于 t 的像素在局部区域内的概率, 和 分别表示这两类像素的平均灰度值;所述步骤S32中,将使 最大的灰度阈值 t 作为局部最优阈值 。
8.根据权利要求1所述的基于无人机时序雷达遥感的洪涝监测与推演方法,其特征在于,所述步骤S41中,所述淹没面积 表示:所述淹没速度 表示:所述水头位置为:淹没范围最前沿的边界像元的位置坐标 ;式中, 表示 时刻的淹沒范围, 表示淹没范围 内单个像元对应的实际面积, 表示淹没范围 内的像元, 表示 时刻的淹没范围;所述步骤S42包括以下分步骤:S42-1、利用时序雷达遥感影像获取淹没区域内反映地表阻力特征的地表粗糙度,并将其量化为水动力学模型所需的粗糙度系数;S42-2、基于淹没范围的数字高程模型和地表粗糙度系数,构建模拟地表水流速度与方向的改进曼宁公式,进而计算洪涝水流速度:其中,改进曼宁公式为:式中, 表示洪涝水流速度, 表示粗糙度系数, 表示局部水深, 表示局部地形坡度;其中,洪涝水流速度水流方向 通过分析中心像元与其相邻像元的高程差来确定初始坡度方向确定。