[發明專利]河流地貌單元分類與識別方法

有效

• 申請號: 202110426702.6
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113111816B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張晶;于子鋮;趙進勇;彭文啟;劉一漩;王琦;付意成;丁洋;張葉
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

1.一種河流地貌單元分類與識別方法，其特征在于，包括步驟：

S1、獲取研究河段的研究資料和實地調查數據及河流地貌單元分類表；

S2、獲取河流地貌單元分類表中每種地貌單元的多張遙感影像，并對所有遙感影像進行灰度化處理，將同一地貌單元灰度值擴展為一灰度區間；

S3、根據研究資料和實地調查數據確定研究河段的河流類型，根據實地調查數據和河流地貌單元分類表，排除研究河段不存在的地貌單元；

S4、獲取研究河段處于枯水期、平水期和洪水期，且覆蓋研究河段的遙感數據影像，并對三種遙感數據影像進行灰度化處理；

S5、根據水域的灰度值區間和河流的幾何形狀，提取研究流域在枯水期、平水期和洪水期灰度化后的遙感數據上的河流邊界；

S6、采用ENVI對遙感數據影像進行解譯，獲取三種時期的河流邊界內的植被覆蓋程度及距離對應河流邊界預設距離范圍內的植被覆蓋程度；

S7、根據三種河流邊界及每種地貌單元的灰度區間，對研究河段進行地貌單元的粗識別；

S8、根據植被覆蓋程度及實地調查數據中的流速、水深分布和基質組成，對粗識別時對應于多種地貌單元的區域進行二次識別，得到最終的分類結果。

2.根據權利要求1所述的河流地貌單元分類與識別方法，其特征在于，所述河流地貌單元分類表包括主河槽、河漫灘和河岸帶三個層級，主河槽按照淹沒、沉積物、植被3區進行劃分，共13種地貌單元；

其中，淹沒區域有8種，沉積物區域有3種，植被區域有2種，淹沒區域依據地貌單元的成因，分為壺穴、深潭2種侵蝕地貌單元及小瀑布、淺灘、急灘、跌水、滑水、沙丘6種沖積地貌單元；沉積物區域依據地貌單元所處空間位置，分為在河流中央的江心洲、心灘與河流一側的邊灘；

植被區域依據植被覆蓋類型、面積劃分為灌木障與水生植被，灌木障指直徑＞10cm、長度＞1m的木片或整棵連根拔起的樹木以堵塞或堆積形式組織，且其面積＞5m²；水生植被地貌單元指根植于河床的多年生水生植被，其覆蓋面積＞5m²；

所述河漫灘包括枯水期有水的次級河道和漫灘湖泊及枯水期無水的臺地、崖坡、自然堤和漫灘沉積物；所述河岸帶為有植被護岸或無植被護岸。

3.根據權利要求2所述的河流地貌單元分類與識別方法，其特征在于，所述步驟S7進一步包括：

將枯水期的河流邊界內的區域劃分為主河槽淹沒區域，將平水期的邊界至洪水期的邊界間的區域劃分為河岸帶；

根據平水期對應的河流邊界內的灰度值，確定主河槽的沉積物區域；根據距離平水期的河流邊界設定范圍內區域的灰度值，確定研究河段一側是否有邊灘地貌單元；

根據平水期對應的河流邊界內的灰度值及植被覆蓋面積，確定主河槽的植被區域的地貌單元；根據距離平水期的河流邊界預設距離范圍內的植被覆蓋程度，確定研究河段的河岸帶為有植被護岸或無植被護岸的地貌單元。

4.根據權利要求3所述的河流地貌單元分類與識別方法，其特征在于，對淹沒區域中對應于多種地貌單元的區域進行二次識別的方法包括：

將水深大于預設水深范圍上限，且流速大于預設流速范圍上限的區域劃分為壺穴；將大于預設水深范圍上限，且流速小于預設流速范圍下限的區域劃分為深潭；將水深小于預設水深范圍下限，流速位于預設流速范圍，且卵石大于預設尺寸范圍上限的區域劃分為小瀑布；

將流速大于預設流速范圍上限，卵石位于預設尺寸范圍的區域劃分為急灘；將水深小于預設水深范圍下限，流速位于預設流速范圍，且卵石小于預設尺寸范圍下限的區域劃分為淺灘；將水深小于預設水深范圍下限，流速小于預設流速范圍下限，且主要有沙組成的區域劃分為沙丘；

將單元長度小于預設長度，河床垂直下降的區域劃分為跌水；將河床縱剖面規則、水面平滑或者波紋狀，與河床平行，且流速位于預設流速范圍的區域劃分為滑水。