一种田沟塘参数的获取方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种田沟塘参数的获取方法及装置，涉及田沟塘技术领域。该方法包括接收通过无人机搭载的传感器对目标区域进行航测生成的所述目标区域的航测数据；根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图；根据所述数字正射影像图生成田沟塘分布矢量图；根据所述数字高程模型、所述数字正射影像图和所述田沟塘分布矢量图获取所述目标区域内的田沟塘的物理参数；根据所述田沟塘的物理参数和数字高程模型计算田沟塘特征参数。通过无人机航测并获取田沟塘参数，以解决现有的卫星遥感调查方法易受数据获取时间长、遥感图像分辨率不足的影响导致获取的沟塘参数不准确的问题。

A Method and Device for Obtaining the Parameters of Tiangou Pond

【技术实现步骤摘要】
一种田沟塘参数的获取方法及装置
本申请涉及田沟塘
，具体而言，涉及一种田沟塘参数的获取方法及装置。
技术介绍
调查农田及其配套建设的沟渠、水塘等农田水利设施的基本参数，对农田水利规划设计、灌溉排涝等水资源管理、农田面源污染防控等领域具有重要意义。目前，田沟塘参数的获取主要有人工实地调查、卫星遥感监测两种方式。其中，人工实地调查依靠人力携带的GPS、三维激光扫描仪等测量仪器对农田、沟渠、水塘等进行实地测绘调查，并制作田沟塘分布平面图、地形图、沟渠和水塘的截面图以及三维图等。因此人工实地调查工作量大、费时长、成本高。另外一种卫星遥感调查方法主要通过卫星遥感影像识别农田、沟渠和水塘的类别，从而获取田沟塘空间分布和面积信息。受制于卫星遥感影像的分辨率以及由于卫星经由轨道周期性运动而影响数据获取时间即沟塘处于低水位水平的时间，田间沟渠和水塘的识别率较低，其深度等结构参数也难以获取，因此结果准确率并不高。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种田沟塘参数的获取方法及装置，通过无人机航测并获取田沟塘参数，以解决现有的卫星遥感调查方法易受数据获取时间无法控制、遥感图像分辨率不足的影响导致获取的沟塘参数不准确的问题。本申请实施例提供了一种田沟塘参数的获取方法，包括：接收通过无人机搭载的传感器对目标区域进行航测生成的所述目标区域的航测数据；根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图；根据所述数字正射影像图生成田沟塘分布矢量图；根据所述数字高程模型、所述数字正射影像图和所述田沟塘分布矢量图获取所述目标区域内的田沟塘的物理参数；根据所述田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数。在上述实现过程中，接收到传感器传输的航测数据，对航测数据进行处理生成数字高程模型，数字高程模型是获取数字正射影像图的基础，数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可以直观表达目标区域的田沟塘分布情况，根据数字正射影像图可以生成田沟塘分布矢量图；再进一步获取田沟塘的物理参数，可以根据田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数；该方法通过无人机航测并获取田沟塘参数，获取到的数字正射影像图具有较高的分辨率，并且处理过程快速、便捷，解决了现有的卫星遥感调查方法易受遥感图像分辨率不足的影响导致获取的沟塘参数不准确的问题。进一步地，通过无人机搭载的传感器对目标区域的田沟塘进行航测，包括：根据目标区域的沟塘不同季节的水位确定航测时间；根据目标区域的形状、大小规划航线。在上述实现过程中，由于目标区域的不同季节的干湿特征不同，导致不同季节的沟塘水位也不相同，确定航测时间为目标区域的沟塘水位处于年内最低水平的时节，确保航测数据获取到的地形信息包括沟塘最低水位以上的全部信息，从而提高后续获取到的田沟塘参数的准确性。进一步地，根据航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图，包括：对航测数据进行预处理，获取预处理影像；其中，预处理包括空间拼接、配准和投影转换；根据空三加密原理，利用地面加密像控点对预处理影像进行图像质量筛选、空间校正和精度调整，获取空三加密影像；根据空三加密影像生成数字高程模型；根据数字高程模型生成所述数字正射影像图。在上述实现过程中，由于数字高程模型的水平分辨率和垂直精确度是数字高程模型刻画地形精确程度的重要指标，数字高程模型的水平分辨率是指数字高程模型的最小的单元格长度，数字高程模型的垂直精度是指数字高程模型所刻画的地形高程值的精确度；因此利用地面加密像控点对预处理影像进行图像质量检查、空间校正和精度调整，确保获得的数字高程模型具有较高的水平分辨率和垂直精确度。进一步地，根据所述数字正射影像图制作田沟塘分布矢量图，包括：对数字正射影像图进行识别，识别出数字正射影像上的田块、沟渠以及水塘的边界和底部轮廓；根据识别结果生成田沟塘分布矢量图。在上述实现过程中，通过对数字正射影像图进行分类和识别，识别出数字正射影像上的田块、沟渠以及水塘的边界和底部轮廓，为计算田沟塘的物理参数提供便利。进一步地，田沟塘的物理参数包括沟渠的长度、表面宽度、底部宽度、有效深度；田沟塘特征参数包括目标区域内各条沟渠的最大容量和所有沟渠的最大总容量；根据田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数，包括：每条沟渠的最大容量为：Vg＝(Wup+Wdown)×Hg/2×L；其中，Vg为沟渠的最大容量，Wup为沟渠的表面宽度；Wdown为沟渠的底部宽度；Hg为沟渠的有效深度；L为沟渠的长度；目标区域内所有沟渠的最大总容量为目标区域内每条沟渠的最大容量之和。在上述实现过程中，通过数字高程模型、数字正射影像图和田沟塘分布矢量图提取出沟渠的长度、表面宽度、底部宽度、有效深度等物理参数，再根据这些物理参数计算出每条沟渠的最大容量，再进一步计算出目标区域内所有沟渠的最大总容量。进一步地，田沟塘的物理参数还包括水塘的周长、面积、表面高程、底部高程和有效深度；田沟塘特征参数还包括目标水塘的水位-容量-剩余容量关系曲线；根据所述田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数，包括以下步骤：计算不同水位对应的容量：其中，其中，H为目标水塘的水位；V(H)为目标水塘的容量，N为目标水塘边界内的数字高程模型的栅格总数；Ai为第i个栅格的面积；AN为目标水塘边界内的面积总和；ΔHi为第i个栅格的水位差，用于计算所述目标水塘的水位Hi和水塘底部高程HDEM,i之间的差值；当目标水塘的水位为水位范围的上限时，对应的容量为目标水塘的最大容量；目标水塘的剩余容量为目标水塘的最大容量和当前水位对应的容量的差值；根据目标水塘的不同水位对应的容量和剩余容量，绘制目标水塘的水位-容量-剩余容量关系曲线。在上述实现过程中，水位范围在水位上限和水位下限之间，水位下限为底部高程的最小值，水位上限为表面高程的最大值减去0.2米；根据水位-容量-剩余容量关系曲线可以直观获知随着水位的变化，水位对应的容量和剩余容量之间的变化趋势。进一步地，田沟塘的物理参数还包括田块面积，沟渠面积和水塘面积；田沟塘特征参数还包括沟塘面积占比和沟塘容积比，根据所述田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数，包括：根据田块面积、沟渠面积和水塘面积，计算目标区域的总面积；根据沟渠和水塘面积之和、目标区域的总面积，计算沟塘面积占比；根据目标水塘的水位-容量-剩余容量关系曲线获取目标区域内所有水塘的最大容量；根据目标区域内所有沟渠的最大容量与目标区域内所有水塘的最大容量之和、田块面积，计算沟塘容积比。在上述实现过程中，沟渠和水塘面积之和与目标区域的总面积的比值即为目标区域的沟塘面积占比，沟塘面积占比值越大，说明沟渠和水塘面积之和越大；目标区域内所有沟渠的最大容量与目标区域内所有水塘的最大容量之和与田块面积的比值即为沟塘容积比，沟塘容积比的单位是米，比值越大，即沟渠和水塘越多，说明该目标区域的蓄水能力较强。本申请实施例还提供了一种田沟塘参数的获取装置，该装置包括：数据接收模块，用于接收通过无人机搭载的传感器对目标区域进行航测生成的所述目标区域的航测数据；模型生成模块，用于根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图；图像处理模块，用于根据所述数字正射影像图生成田沟塘分布矢量图；物理参数生成模块，用于所述数字高程模型、所述数字正射影像图和所述田沟塘分布矢量图获取所述目标区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种田沟塘参数的获取方法，其特征在于，包括：接收通过无人机搭载的传感器对目标区域进行航测生成的所述目标区域的航测数据；根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图；根据所述数字正射影像图生成田沟塘分布矢量图；根据所述数字高程模型、所述数字正射影像图和所述田沟塘分布矢量图获取所述目标区域内的田沟塘的物理参数；根据所述田沟塘的物理参数和所述数字高程模型计算田沟塘特征参数。

【技术特征摘要】
1.一种田沟塘参数的获取方法，其特征在于，包括：接收通过无人机搭载的传感器对目标区域进行航测生成的所述目标区域的航测数据；根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图；根据所述数字正射影像图生成田沟塘分布矢量图；根据所述数字高程模型、所述数字正射影像图和所述田沟塘分布矢量图获取所述目标区域内的田沟塘的物理参数；根据所述田沟塘的物理参数和所述数字高程模型计算田沟塘特征参数。2.根据权利要求1所述的田沟塘参数的获取方法，其特征在于，所述通过无人机搭载的传感器对目标区域的田沟塘进行航测，包括：根据所述目标区域的沟塘不同季节的水位确定航测时间；根据所述目标区域的形状、大小规划航线。3.根据权利要求1所述的田沟塘参数的获取方法，其特征在于，所述根据所述航测数据生成数字高程模型和数字正射影像图，包括：对所述航测数据进行预处理，获取预处理影像；其中，所述预处理包括空间拼接、配准和投影转换；根据空三加密原理，利用地面加密像控点，对所述预处理影像进行图像质量筛选、空间校正和精度调整，获取空三加密影像；根据所述空三加密影像生成数字高程模型；根据所述数字高程模型生成所述数字正射影像图。4.根据权利要求1所述的田沟塘参数的获取方法，其特征在于，所述根据所述数字正射影像图制作田沟塘分布矢量图，包括：对所述数字正射影像图进行识别，识别出所述数字正射影像上的田块、沟渠以及水塘的边界和底部轮廓；根据识别结果生成田沟塘分布矢量图。5.根据权利要求1所述的田沟塘参数的获取方法，其特征在于，所述田沟塘的物理参数包括沟渠的长度、表面宽度、底部宽度、有效深度；所述田沟塘特征参数包括所述目标区域内各条沟渠的最大容量和所有沟渠的最大总容量；所述根据所述田沟塘的物理参数计算田沟塘特征参数，包括：每条沟渠的最大容量为：Vg＝(Wup+Wdown)×Hg/2×L；其中，Vg为沟渠的最大容量，Wup为沟渠的表面宽度；Wdown为沟渠的底部宽度；Hg为沟渠的有效深度；L为沟渠的长度；所述目标区域内所有沟渠的最大总容量为所述目标区域内每条沟渠的最大容量之和。6.根据权利要求5所述的田沟塘参数的获取方法，其特征在于，所述田沟塘的物理参数还包括水塘的周长、面积、表面高程、底部高程和有效深度；所述田沟塘特征参数还包括目标水塘的水位-容量-剩余容量关系曲线；所述根据所述田沟塘的物理参数计算田沟塘参数，包括以下步骤：计算不同水位对应的容量：其中，其中，H为所述目标水塘的水位；V(H)为所述目标水塘的容量，N为所述目标水塘边界内的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思思，张亮，刘宏斌，庄艳华，池泓，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42