(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210888571.8 (22)申请日 2022.07.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114943161 A (43)申请公布日 2022.08.26 (73)专利权人 中国水利水电科 学研究院 地址 100038 北京市海淀区复兴 路甲一号 (72)发明人 李小涛　苏巧梅　宿潇野　宋小宁　 刘涛　宋文龙　李蓉　马建威　 卢奕竹　 (74)专利代理 机构 北京驰纳南熙知识产权代理 有限公司 1 1999 专利代理师 马栋敏 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 17/10(2006.01) (56)对比文件 CN 112989692 A,2021.0 6.18 CN 105651263 A,2016.0 6.08 CN 110132373 A,2019.08.16 US 2003110018 A1,20 03.06.12 审查员 张涛 (54)发明名称 一种基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反 演方法 (57)摘要 本发明提供一种基于多源遥感数据的内陆 湖泊地形反演方法， 包括获取内陆湖泊水文相关 数据， 所述内陆湖泊水文相关数据包括遥感影 像、 卫星测高数据和实测水位数据， 还包括以下 步骤： 对所述遥感数据进行预处理； 将湖泊水位 变化区域看作上层湖盆， 利用不同水位处的湖泊 表面通过插值的方式进行拟合得到所述上层湖 盆地形； 采用水色反演水深的方法获取下层湖盆 地形； 将所述上层湖盆地形和所述下层湖盆地形 进行拼接； 根据反演结果生成专题图， 并输出图 像。 本发明基于多源数据， 通过数据拟合、 叠加等 操作得到内陆湖泊最低水位以上湖盆地形， 采用 水色反演水深的方法获取湖泊最低水位 以下湖 盆地形， 将上、 下层湖盆地形进行拼接实现湖泊 湖盆地形的反演。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114943161 B 2022.09.27 CN 114943161 B 1.一种基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 包括获取内陆湖泊水文相关数 据， 所述内陆湖泊水文相关数据包括遥感影像、 卫星测高数据和实测水位数据， 所述遥感影 像包括雷达 遥感影像和/或光学遥感影 像， 其特征在于， 还 包括以下步骤： 步骤1： 对所述遥感数据进行 预处理； 步骤2： 将湖泊水位变化区域看作上层湖盆， 利用不同水位处 的湖泊表面通过插值的方 式进行拟合得到所述上层湖盆 地形； 步骤3： 采用水色反演水深的方法获取 下层湖盆 地形， 包括以下子步骤： 步骤31： 选取上层湖盆反演中最后一期光学遥感影像中的红、 绿、 蓝、 近红外四个多光 谱波段的数据获取影像湖区范围内的辐亮度值， 将实测水深数据转换为相对于  大地水准 面的水深数据， 再结合实测水深数据的经纬度坐标提取遥感影像上对应位置的各波段像元 值与实测水深数据进行配准； 步骤32： 建立初始反演模型； 基于多波段组合线性回归模型进行初始反演模型建立， 公 式为： 其中，z为水深值， a0、ai为常系数， n为参与反演的波段数， 为i波段的辐亮度值， 为i波段的深水区辐亮度值； 步骤33： 设定初始参数， 并利用目标函数生成模型参数； 步骤34： 根据所述模型参数得到最优的水深反演模型， 将高程未知的各点像元值输入 模型反演水深值即可 得到下层湖盆 地形； 步骤4： 将所述上层湖盆 地形和所述下层湖盆 地形进行拼接； 步骤5： 根据反演结果 生成专题图， 并输出图像。 2.如权利要求1所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤1包括对所述遥感影像进行轨道矫正、 辐 射定标、 滤波处理、 多视处理和正射校正中至 少一种操作， 对所述卫星测高数据进行波形重跟踪、 电离层校正、 对流层校正、 极潮校正和 固体潮校正中至少一种操作得到精确的地 面遥感数据。 3.如权利要求2所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤2包括以下子步骤： 步骤21： 提取湖区边界； 步骤22： 筛选所述卫星测高数据； 步骤23： 拟合所述上层湖盆 地形。 4.如权利要求3所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤21包括以下子步骤： 步骤211： 对雷达 遥感影像采用水体指数法进行 水体提取； 步骤212： 对光学遥感影 像采用归一 化差异水体指数法获取 水体； 步骤213： 重复执行所述步骤2 11和所述步骤2 12， 得到多日与所述卫星测高数据同期的 湖区边界。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943161 B 25.如权利要求4所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 卫星测高数据包括湖泊水面的高程信息和/或湖区外其 他地物的高程信息 。 6.如权利要求5所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤22包括以下子步骤： 步骤221： 通过所述与所述卫星测高数据同期的湖区边界进行所述卫星测高数据的第 一次筛选， 保留湖区内部的测高数据点， 将湖区边界外的测高数据点舍弃； 步骤222： 选取纬度序号连续、 高度位于同一水平线上且高程值与高程均值相近的一组 点作为可用测高数据， 筛 选湖区范围内尽可能多的点组； 步骤223： 对湖区内的所述 卫星测高数据进行第二次筛 选， 得到最终 实验数据。 7.如权利要求6所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤23包括结合不同时相的水体表面边界与卫星测高数据得到各时相不同水位处的湖泊 表面， 通过多组湖泊表面插值计算得到整体上层湖盆 地形。 8.如权利要求7所述的基于多源遥感数据的内陆湖泊地形反演方法， 其特征在于， 所述 步骤23包括以下子步骤： 步骤231： 分别 对各个水面区块首先进行高程拟合处理， 根据卫星测高数据与水文站数 据对湖泊表面进行分块， 三点构成一个小分块， 并将卫星测高数据与各水文站的实测水位 数据相结合利用趋势 面分析法分块进 行拟合处理得到各块水面的高程信息， 再将拟合得到 的各块水面高程信息拼接到一起得到一整个高程面， 经过平滑处理， 得到该时相的湖泊水 面高程； 步骤232： 重复进行步骤231获得多日的湖泊水面高程， 并将拟合出的水面高程与各日 湖区边界叠加得到多日附有高程 值的湖区水面 边界线； 步骤233： 利用克里金插值法将各湖区水面进行拟合补充边界线间的高程空白得到上 层湖区地形。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943161 B 3