基于SAR监测的水库主要参数计算系统的设计与实现

发布时间：2020-08-14 13:56

【摘要】：随着社会生产力的提高,人类对水资源的需求日益加大,作为水资源聚集地的水库,在提供城市居民饮水和工农业生产用水等方面发挥着重要的作用。水库面积、库容等参数直接反映出水库运行状态,通过对水库相关参数的监测与分析,有利于管理者及时调整水库的调度策略,更好地发挥水库的效能。因此,如何更好地对水库进行监测,成为众多科研人员亟需解决的问题。作为水文信息化发展的产物,水库参数计算系统的出现,极大地方便水文数据计算和管理,但其大多采用传统水库监测方式来获取数据,这种方式需要人工及时维护,且信号传输中容易出现中断现象,难以满足快速监测的要求。随着遥感技术的发展,给大范围的水库安全监测提供了可能,大大提高了监测的效率。而合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术的推广,更是以其全天时、全天候,不受天气状况影响的优势,更加适合于恶劣环境下对水域的监测。现有水库参数计算系统利用水文站的监测数据,采取水文方法计算水库参数,计算量大且大范围监测较为困难、在复杂环境下无法准确获取水库变化情况。因此,本文主要利用合成孔径雷达(SAR)快速成像的特点,结合地面水文测量数据,实现了一款水库参数计算系统,主要具有以下几个功能:(1)水库面积计算功能。系统将高分辨率星载合成孔径雷达影像作为水库参数计算系统的图像输入,通过选择不同分割算法来实现水域面积计算的功能。(2)水库库容推算功能。结合地面水文测量资料,完成水位库容关系、面积库容关系拟合,进行相关性分析,从而建立起水库水量关系模型,实现根据水位或面积来估算水库库容值的系统功能。(3)水库渗透量计算功能。运用水量平衡公式,结合地面水文测量的蒸发量、降水量等数据,将之前被长期忽略的水库渗透量加入水文观测模型中,实现快速推算出水库的渗透量的功能。(4)系统数据形象化展示。调用百度地图接口实现研究区域的准确定位、并将影像分割结果在地图展示,最后将系统的计算结果在页面输出展示。通过运行水库参数计算系统实现水库面积计算、库容推算以及渗透量的计算,帮助管理部门及时评判水库的运行状态,有利于更好的保障水库的平稳运行。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV697
【图文】：

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图 3-4 数据表关系图（3）数据库结构设计系统的数据库结构设计是将从数据库的逻辑设计中的表详细分析，描述表中的每一字段属性，以下对各个表进行介绍。① 水库信息表水库信息表描述水库的基本信息，主要有水库名称、水库所在区域、经纬度等信息。表主要用于影像区域选择功能的实现，表结构如表 3-2 所示。表 3-2 水库信息表字段名称字段说明数据类型约束条件Id 水库 id int 主键，自动增长Name 水库名称 varchar(20) 水库名称Location 位置 varchar(50) 水库所在区域位置LongitudeL 左经度 varchar(20) 水库区域左经度

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图 4-7 系统主页面图（2）数据管理页面数据管理页面是对系统需要处理数据的更新管理，使用者填写影像的名称，经纬度信息，选中影像，点击影像提交，向数据库中添加影像数据。同样，利用 POI 技术支持上传文件到数据库，支持的格式是 xls 和 xlsx，选中文件后，点击影像上传按钮，直接将文件中相应信息写入到数据库对应的表中。数据管理页面如图 4-8 所示。

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【参考文献】