發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 19:45

【摘要】：河道水力參數(shù)的提取和明渠水力數(shù)值模擬是洪水預(yù)報(bào)和河道水力模擬的基礎(chǔ)。水力參數(shù)快速準(zhǔn)確的測(cè)定是水力模擬亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題,野外實(shí)測(cè)工作量大,效率低,采樣密度有限。LiDAR數(shù)據(jù)提供高精度的河道數(shù)字表面模型,有效彌補(bǔ)了野外工作的不足,為河道水力參數(shù)的計(jì)算提供了一種新手段。論文以新河為研究區(qū)域,通過(guò)對(duì)機(jī)載LiDAR、地面三維激光掃描儀和高分一號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,反演植被高度和覆蓋度,進(jìn)而計(jì)算河道水力參數(shù),在TUFLOW模型的平臺(tái)上,探討分析其對(duì)河道水文模擬結(jié)果產(chǎn)生的影響。研究?jī)?nèi)容主要分為四部分。(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理。研究中獲取了實(shí)驗(yàn)區(qū)機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù),河道附近等重點(diǎn)區(qū)域地面三維激光掃描數(shù)據(jù),通過(guò)點(diǎn)云拼接、校正、粗差點(diǎn)去除、自適應(yīng)TIN濾波、點(diǎn)云插值等處理,實(shí)現(xiàn)了地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)數(shù)據(jù)的精確分類,獲取了實(shí)驗(yàn)區(qū)的DEM、DSM以及nDSM數(shù)據(jù),用于后續(xù)的水力參數(shù)提取及水文模擬。(2)植被高度和覆蓋度反演。論文以全站儀實(shí)測(cè)樹高為參考,分析了機(jī)載LiDAR獲取樹高的誤差。通過(guò)回歸分析建立了機(jī)載LiDAR植被高度的反演模型,模型的平均相對(duì)誤差為5.778%,相關(guān)系數(shù)R2為0.9854;利用高分一號(hào)遙感影像計(jì)算不同地物的NDVI值,進(jìn)而采用二分模型實(shí)現(xiàn)了植被覆蓋度的反演。(3)河道水力參數(shù)的提取。基于遙感數(shù)據(jù)分類,植被高度和覆蓋度信息,利用本文方法建立了河道糙度的計(jì)算方法。通過(guò)地面激光掃描儀和機(jī)載LiDAR分別獲取河道斷面,以地面激光掃描儀獲取的斷面信息為參考,分析了機(jī)載LiDAR獲取的斷面中心線高程、水力半徑以及截面積的誤差大小,對(duì)誤差來(lái)源進(jìn)行了分析,提出采用地面三維掃描河道數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充,以減小河道水力參數(shù)的提取誤差。(4)河道水力模型的模擬。論文以機(jī)載LiDAR和地面三維激光掃描儀融合后的DEM,河道糙率值和水力半徑為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在2D TUFLOW水力模型上進(jìn)行了河道水深、流速等的模擬,分析了傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法和論文建立的方法獲取的糙率值對(duì)河道水力模擬的影響。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV133

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本文編號(hào)：2772292