(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111670320.4 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中国科学院空天信息创新研究院 地址 100094 北京市海淀区邓庄南路9号 (72)发明人 卢善龙　李明阳　方纯　王勇　 李心如　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 毛宏宝 (51)Int.Cl. G06V 20/13(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 河流流量遥感监测方法及装置 (57)摘要 本发明提供一种河流流量遥感监测方法及 装置， 所述方法包括： 基于 水体发生率和/或水面 等深线对水面缺失图像进行重建， 获取重建时序 二值化水体图像； 基于所述重建的时序二值化水 体图像， 获取时序河宽数据集； 基于高程循环迭 代对水下地形进行模拟， 获取河 宽与河流流量的 关系曲线； 基于所述时序河宽数据集和所述河宽 与河流流量的关系曲线， 获取时序河流流量数据 集。 本发明通过对水面进行重建， 实现不需要人 工解译的情况下获取河流水面分布数据， 对水下 地形进行模拟， 实现不需要对地形进行实测的情 况下获取河流断面地形数据， 构建了自动化的河 流流量监测方案 。 权利要求书3页 说明书17页 附图4页 CN 114463644 A 2022.05.10 CN 114463644 A 1.一种河流 流量遥感监测方法， 其特 征在于， 包括： 基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建， 获取重建的时序二值化 水体图像； 基于所述重建的时序二 值化水体图像， 获取时序河宽数据集； 基于高程循环迭代对水 下地形进行模拟， 获取河宽与河流 流量的关系曲线； 基于所述 时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线， 获取时序河流流量数据 集。 2.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于水体发生率和/或 水面等深线对水面 缺失图像进行重建， 获取重建的时序二 值化水体图像， 包括： 利用所述水面缺失图像对水体发生率图像进行掩膜， 获取所述水面缺失图像的水体发 生率直方图； 根据所述水面 缺失图像的水体发生 率直方图确定水体发生 率阈值； 对所述水面缺失图像中大于所述水体发生率阈值的像元进行水体重建处理， 获取重建 的时序二 值化水体图像。 3.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于水体发生率和/或 水面等深线对水面 缺失图像进行重建， 获取重建的时序二 值化水体图像， 包括： 确定所述水面缺失图像中第 一水域与所述水面缺失图像中第 二水域的比例； 所述第 一 水域为所述水面缺失图像的无缺失区域中水体边界与相邻等深线中较低等深线之间的水 域； 所述第二水域 为所述水面 缺失图像的无缺失区域中最小邻域 等深线区域之间的水域； 根据所述比例确定相邻等深线之间的边界点 位置； 对边界点 位置进行 连接， 获取重建的时序二 值化水体图像。 4.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于水体发生率和/或 水面等深线对水面 缺失图像进行重建， 获取重建的时序二 值化水体图像， 包括： 基于水体发生率对所述水面缺失图像进行重建， 获取重建的第一时序二值化水体图 像； 基于水面等深线对所述重建的第 一时序二值化水体图像进行修正， 获取重建的第 二时 序二值化水体图像。 5.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于 高程循环迭代对水 下地形进行模拟， 获取河宽与河流 流量的关系曲线， 包括： 基于相邻像元的高程、 坡度以及像元尺寸， 确定待模拟像元的高程； 所述相邻像元为与 所述待模拟像元相邻的像元； 基于待模拟像元的高程， 获取 水下地形； 基于水下地形、 河宽以及水力梯度， 获取河宽与河流 流量的关系曲线。 6.根据权利要求5所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于相邻像元的高程、 坡度以及像元尺寸， 确定待模拟像元的高程之前， 包括： 确定河道最深点； 以所述河道最深点为界， 依据 水上像元的高程与坡度信 息对相应侧的水下地形进行模 拟。 7.根据权利要求6所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 确定河道最深点之前，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114463644 A 2包括： 确定河道主方向； 将河道边缘图像按所述河道主方向进行旋转， 直至所述河道边 缘图像的横截线水平； 对所述河道边缘图像中沿垂直所述横截线方向的高程值进行平均处理， 获取河道横断 面； 对所述河道横断面的水面进行掩膜处 理， 获取需模拟的水 下地形区域。 8.根据权利要求7 所述的河流 流量遥感监测方法， 其特 征在于， 确定河道主方向， 包括： 将所述河道边 缘图像从空间域变换至频率 域； 在频率域中， 以河道边 缘图像的原点 为起点进行扇区划分， 并确定每 个扇区的能量； 将能量最大的扇区对应的方向确定为河道的主方向。 9.根据权利要求2所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 所述水体发生率图像由 以下步骤获取： 对多年多源遥感水体 影像进行水体提取， 获取时序二 值化水体图像； 将时序二 值化水体图像进行叠加， 获取 所述水体发生 率图像。 10.根据权利要求1所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于所述重建的时序 二值化水体图像， 获取时序河宽数据集， 包括： 对所述重建的时序二值化水体图像进行距离变换、 图像梯度和形态学骨架化处理， 获 取河道中心线图像； 基于所述河道中心线图像中河道中心线的法线与河道边界的交点， 获取所述 时序河宽 数据集。 11.根据权利要求10所述的河流流量遥感监测方法， 其特征在于， 基于所述河道中心线 图像中河道中心线的法线与河道边界的交点， 获取时序河宽数据集， 包括： 将所述河流中心线图像与卷积核 进行卷积， 获取 卷积图像； 基于所述河流中心线图像与所述卷积核的边缘的交点个数以及所述卷积图像中的卷 积值， 确定河道中心线的法线方向； 基于沿所述法线方向的河道中心线的法线与河道边界的交点， 获取所述 时序河宽数据 集。 12.一种河流 流量遥感监测装置， 其特 征在于， 包括： 第一获取模块， 用于基于水体发生率和/或水面等深线对水面缺失图像进行重建， 获取 重建的时序二 值化水体图像； 第二获取模块， 用于基于所述重建的时序二 值化水体图像， 获取时序河宽数据集； 第三获取模块， 用于基于高程循环迭代对水下地形进行模拟， 获取河宽与河流流量的 关系曲线； 第四获取模块， 用于基于所述时序河宽数据集和所述河宽与河流流量的关系曲线， 获 取时序河流 流量数据集。 13.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1至11中 的任一项所述河流 流量遥感监测方法的步骤。 14.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114463644 A 3