基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法及系统与流程

本发明涉及洪涝灾害监测，更具体地说，本发明涉及基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法及系统。

背景技术：

1、河流及河流两岸周边在发生洪涝灾害时，河流及其两岸周边的非人类地区或非生产区域通常不会受到严重影响，但是河流及其两岸周边的非人类地区或非生产区域通常是洪涝灾害的源头，河流及其两岸周边的非人类地区或非生产区域产生的洪涝灾害会对人口聚集区、农田和设施等重点区域造成巨大损害；为了更好地了解洪涝灾害的情况，包括对人口聚集区、农田和设施的监测，我们通常使用卫星遥感影像来及时了解河流及河流两岸周边在发生洪涝灾害的情况。

2、然而，目前的卫星遥感影像质量通常是固定的，不会根据洪涝灾害是否发生或其严重程度进行自动调整，这可能导致在洪涝灾害发生时，造成在洪涝灾害发生时对人员、农作物以及设施的监测的不具体以及不够详细，或在没有洪涝灾害发生时使用高质量的卫星遥感影像造成资源的浪费。

3、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法及系统以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：确定重点区域，重点区域包括人员密集区、设施区以及农作物区；

5、步骤s2：确定洪涝灾害范围：将河流分为若干个河段，获取每个河段对应的实时河流流速值，当河段对应的实时河流流速值大于流速安全阈值，将该河段标记为洪涝危险河段，获取标记为洪涝危险河段的河段的面积，从而确定洪涝灾害范围对应的面积；

6、步骤s3：通过对洪涝灾害范围内的实时河流流速值进行分析，计算洪涝范围流速评估指数；获取邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离，将邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离标记为距离危险评估指数；

7、步骤s4：将洪涝灾害范围对应的面积、洪涝范围流速评估指数以及距离危险评估指数通过归一化处理，计算洪涝危险影响评估系数；基于洪涝危险影响评估系数与洪涝危险评估阈值的比较，生成影像质量不变信号或影像质量增强信号。

8、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，人员密集区的获取逻辑为：使用人口普查数据或遥感影像中的人口密度信息来确定区域的人口密度，设定人口密度阈值，当区域的人口密度大于人口密度阈值，该区域标记为人员密集区；

9、将种植有农作物的农田区域标记为农作物区；

10、标记关键设施，关键设施包括但不限于电力站、水处理厂、医院、交通要道等；将关键设施对应的区域标记为设施区。

11、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中；设定每个河段对应的流速安全阈值，当河段对应的实时河流流速值大于流速安全阈值，生成洪涝预警信号，并将生成洪涝预警信号对应的河段标记为洪涝危险河段；

12、获取标记为洪涝危险河段的河段，获取标记为洪涝危险河段的河段的面积，从而确定洪涝灾害范围对应的面积。

13、在一个优选的实施方式中，其中，每个河段对应的实时河流流速值取值为该河段的所有流速传感器监测到的实时河流流速值的平均值与该河段流速传感器监测到的最大的实时河流流速值的和除以2。

14、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，计算洪涝范围流速评估指数，其表达式为：其中，m、q分别为单个洪涝灾害范围内包括的被标记为洪涝危险河段的河段的数量以及单个洪涝灾害范围内包括的被标记为洪涝危险河段的河段的编号；q＝1、2、3、4、......、m，m、q均为大于1的正整数；hzfp、zslq、zsyq分别为计算洪涝范围流速评估指数、单个洪涝灾害范围内第q个河段的实时河流流速值以及单个洪涝灾害范围内第q个河段的对应的流速安全阈值。

15、在一个优选的实施方式中，获取距离重点区域距离最近的洪涝灾害范围，将该洪涝灾害范围标记为邻近威胁区域；

16、获取邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离，将邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离标记为距离危险评估指数。

17、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，洪涝危险影响评估系数的表达式为：

18、其中，hlwp、hzmj、jwpz分别为洪涝危险影响评估系数、洪涝灾害范围对应的面积以及距离危险评估指数；α1、α2、α3分别为洪涝灾害范围对应的面积、洪涝范围流速评估指数以及距离危险评估指数的预设比例系数，α1、α2、α3均大于0；

19、设定洪涝危险评估阈值，设定基础质量卫星遥感影像；

20、当不存在洪涝灾害范围，生成影像质量不变信号；

21、当存在洪涝灾害范围，且洪涝危险影响评估系数小于等于洪涝危险评估阈值，生成影像质量不变信号；

22、当存在洪涝灾害范围，且洪涝危险影响评估系数大于洪涝危险评估阈值，生成影像质量增强信号。

23、在一个优选的实施方式中，基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测系统，包括重点区域确定模块、灾害范围确定模块、威胁评估模块以及影像质量决定模块；

24、重点区域确定模块确定重点区域，重点区域包括人员密集区、设施区以及农作物区；

25、灾害范围确定模块将河流分为若干个河段，获取每个河段对应的实时河流流速值，当河段对应的实时河流流速值大于流速安全阈值，将该河段标记为洪涝危险河段，获取标记为洪涝危险河段的河段的面积，从而确定洪涝灾害范围；

26、威胁评估模块通过对洪涝灾害范围内的实时河流流速值进行分析，计算洪涝范围流速评估指数；并获取邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离，将邻近威胁区域边缘距离重点区域的最近直线距离标记为距离危险评估指数；

27、影像质量决定模块将洪涝灾害范围对应的面积、洪涝范围流速评估指数以及距离危险评估指数通过归一化处理，计算洪涝危险影响评估系数；基于洪涝危险影响评估系数与洪涝危险评估阈值的比较，生成影像质量不变信号或影像质量增强信号。

28、本发明基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法及系统的技术效果和优点：

29、洪涝危险影响评估系数的计算和基于卫星遥感影像的质量调节，以提高对人口聚集区、农田和设施的监测，有助于洪涝灾害的监测和防御，通过计算洪涝危险影响评估系数，可以更准确地评估重点区域面临的洪涝风险，可以帮助决策者更好地了解潜在的洪涝威胁，从而采取适当的应对措施，根据洪涝危险评估的结果，将卫星遥感影像的质量进行增强或保持不变，有助于提高对洪涝灾害范围的监测效果，这可以提供更清晰、更有信息量的图像，有助于及时发现潜在的洪涝问题，通过提前识别潜在的洪涝威胁并采取必要的预防措施，可以减小洪涝灾害对重点区域的损失，这有助于保护人民的生命和财产。

技术特征：

1.基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：在步骤s1中，人员密集区的获取逻辑为：使用人口普查数据或遥感影像中的人口密度信息来确定区域的人口密度，设定人口密度阈值，当区域的人口密度大于人口密度阈值，该区域标记为人员密集区；

3.根据权利要求1所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：在步骤s2中；设定每个河段对应的流速安全阈值，当河段对应的实时河流流速值大于流速安全阈值，生成洪涝预警信号，并将生成洪涝预警信号对应的河段标记为洪涝危险河段；

4.根据权利要求3所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：其中，每个河段对应的实时河流流速值取值为该河段的所有流速传感器监测到的实时河流流速值的平均值与该河段流速传感器监测到的最大的实时河流流速值的和除以2。

5.根据权利要求1所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：在步骤s3中，计算洪涝范围流速评估指数，其表达式为：其中，m、q分别为单个洪涝灾害范围内包括的被标记为洪涝危险河段的河段的数量以及单个洪涝灾害范围内包括的被标记为洪涝危险河段的河段的编号；q＝1、2、3、4、......、m，m、q均为大于1的正整数；hzfp、zslq、zsyq分别为计算洪涝范围流速评估指数、单个洪涝灾害范围内第q个河段的实时河流流速值以及单个洪涝灾害范围内第q个河段的对应的流速安全阈值。

6.根据权利要求1所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：获取距离重点区域距离最近的洪涝灾害范围，将该洪涝灾害范围标记为邻近威胁区域；

7.根据权利要求1所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：在步骤s4中，洪涝危险影响评估系数的表达式为：

8.基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测系统，用于实现权利要求1-7任一项所述的基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法，其特征在于：包括重点区域确定模块、灾害范围确定模块、威胁评估模块以及影像质量决定模块；

技术总结
本发明公开了基于卫星遥感影像的洪涝灾害范围监测方法及系统，具体涉及洪涝灾害监测技术领域，通过洪涝危险影响评估系数的计算和基于卫星遥感影像的质量调节，以提高对人口聚集区、农田和设施的监测，有助于洪涝灾害的监测和防御，通过计算洪涝危险影响评估系数，可以更准确地评估重点区域面临的洪涝风险，可以帮助决策者更好地了解潜在的洪涝威胁，从而采取适当的应对措施，根据洪涝危险评估的结果，将卫星遥感影像的质量进行增强或保持不变，有助于提高对洪涝灾害范围的监测效果，有助于及时发现潜在的洪涝问题，通过提前识别潜在的洪涝威胁并采取必要的预防措施，可以减小洪涝灾害对重点区域的损失，这有助于保护人民的生命和财产。

技术研发人员：申志高,魏永强,姚纪华,周翀,谭军,杨扬,李平,王舟,吕倩,汪敏
受保护的技术使用者：湖南省水利水电科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17