CN116625328B - 湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质，涉及湖泊水量测量技术领域，该方法包括：基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；在无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据，确定待测湖泊的第一水量。本发明提供的技术方案能够实现湖泊水量的安全、快速测量。
Description
技术领域
本发明涉及湖泊水量测量技术领域，尤其涉及一种湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
湖泊作为地球表面水资源的最大组成部分，在提供生产生活用水、保证生态安全以及提供生态系统服务等方面发挥着关键作用，是自然环境中不可缺少的重要资源。对湖泊的水量进行测量，对于生态系统的有效管理至关重要。
相关技术中，通过人工开船上湖测量或卫星遥感影像测量等方法进行湖泊水量测量，但此类方法需要在测量结束后再根据所有的测量数据计算湖泊水量，人工成本高，测量计算时间长，且人工测量时的人员安全无法保证，特别是对于突发、危险、紧急的堰塞湖，此类方法很难满足测量需求。因此，如何进行安全快速的湖泊水量测量是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质，以实现湖泊水量的安全、快速测量。
本发明提供一种湖泊水量确定方法，包括：
基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；
在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，所述在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量，包括：
在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，每获取到所述无人船在所述测量航线上探测到的所述待测湖泊的预设数量个第一水深数据，确定所述预设数量个第一水深数据与第二水深数据的平均值，得到平均水深；所述第二水深数据为探测所述第一水深数据之前，所述无人船在所述测量航线的已航行航线上探测到的所有水深数据；
基于所述平均水深和获取到的所述待测湖泊的水域面积，确定所述待测湖泊的第一水量。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，还包括：
在所述无人船沿所述测量航线航行结束后，获取所述无人船在所述测量航线上航行时探测到的所述待测湖泊的所有水深数据和对应的探测位置信息；
基于所述探测位置信息对所述待测湖泊进行网格划分，得到至少两个测量航线网格；
基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，并采用所述第二水量更新所述第一水量。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，所述基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，包括：
基于每个所述测量航线网格的网格面积和获取到的所述待测湖泊的水域面积，确定湖泊边缘补偿面积；
基于所述湖泊边缘补偿面积和获取到的所述无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中探测到的湖岸线水深数据，确定湖泊边缘补偿量；
基于所述湖泊边缘补偿量以及每个所述测量航线网格的所述网格面积和对应的所述第三水深数据，确定所述待测湖泊的所述第二水量。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，所述基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，包括：
基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据确定航线测量水量；
获取降雨量信息、湖泊入口流量信息和湖泊出口流量信息；
基于所述降雨量信息、所述湖泊入口流量信息、所述湖泊出口流量信息和获取到的所述待测湖泊的水域面积确定湖泊流量补偿量；
利用所述湖泊流量补偿量对所述航线测量水量进行补偿，得到所述待测湖泊的所述第二水量。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，所述基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线，包括：
基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息，利用梯形积分法确定所述待测湖泊的水域面积；
基于所述无人船的最大航行速度、预设最短测量时间和所述水域面积，确定所述无人船的航线间距；
基于所述航线间距和所述边界轮廓信息确定所述无人船的所述测量航线。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，还包括：
获取所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离；
基于所述航向角、所述航行位置信息和所述离岸距离，确定所述待测湖泊的所述边界轮廓信息。
根据本发明提供的一种湖泊水量确定方法，所述获取所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离，包括：
在所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行的过程中，获取所述无人船的所述航向角和由设置于所述无人船上的激光雷达检测到的所述无人船的所述离岸距离；
从所述无人船上的卫星定位系统获取所述无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，得到所述航行位置信息；
其中，所述航向角基于所述离岸距离和离岸安全距离调整，所述离岸安全距离基于所述待测湖泊的湖岸坡度角确定。
本发明还提供一种湖泊水量确定装置，包括：
航线确定模块，用于基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；
水量确定模块，用于在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的湖泊水量确定方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的湖泊水量确定方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的湖泊水量确定方法。
本发明提供的湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质，先基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息规划无人船的测量航线，然后在无人船沿该测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据确定待测湖泊的第一水量。这样，能够在无人船沿规划的测量航线航行的过程中，边航行边确定待测湖泊的水量，只要开始测量水深数据，即可利用已测得的水深数据得到待测湖泊的水量，无需等到整个待测湖泊测量结束，便可在测量过程中通过简单的计算及时获得待测湖泊的水量，实现了待测湖泊水量的快速测量。而且，湖泊水深的测量过程利用了无人船的自主寻迹，节约了人工成本，保证了人员安全，从而实现了待测湖泊水量的安全、快速测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的流程示意图之一；
图2是本发明实施例中通过分块水量计算方式确定待测湖泊的水量的原理示意图；
图3是本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的工作原理示意图；
图4是本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的流程示意图之二；
图5是本发明实施例中无人船自主循迹航行的示意图；
图6是本发明实施例中测量航线规划的原理示意图；
图7是本发明实施例提供的湖泊水量确定装置的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明中为描述的对象所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
下面结合图1-图6对本发明的湖泊水量确定方法进行描述。该湖泊水量确定方法可以应用于终端设备或服务器等电子设备，该电子设备可以与无人船通信连接。其中，终端设备可以包括手机、电脑、平板电脑、可穿戴设备等；服务器可以包括独立服务器、集群服务器或云服务器等。该湖泊水量确定方法也可以应用于设置在终端设备或服务器等电子设备中的湖泊水量确定装置中，该湖泊水量确定装置可以通过软件、硬件或两者的结合来实现。下面以该湖泊水量确定方法的执行主体是电子设备为例，对该湖泊水量确定方法进行描述。
图1示例性示出了本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的流程示意图之一，参照图1所示，该湖泊水量确定方法可以包括如下的步骤110~步骤120。
步骤110：基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线。
待测湖泊的边界轮廓信息的获取方式可以有多种，比如，测量人员可以驾驶船只沿待测湖泊行驶，利用船载全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）定位仪或手持GNSS定位仪，测量行驶过程中的定位信息，这些定位信息即构成了待测湖泊的边界轮廓信息，电子设备可以获取该边界轮廓信息。或者，可以控制无人船沿待测湖泊行驶，利用船载GNSS定位仪测量行驶过程中的定位信息，得到待测湖泊的边界轮廓信息，电子设备可以获取该边界轮廓信息。或者，也可以利用卫星或无人机对待测湖泊进行拍摄，对拍摄的湖泊图像进行图像处理，得到待测湖泊的边界轮廓信息，电子设备可以获取该边界轮廓信息。又或者，可以控制无人船沿待测湖泊的湖岸线航行，在航行过程中获取无人船的实时航向角、航行位置信息和离岸距离，利用航向角和离岸距离将航行位置信息转换到卫星导航坐标系下，利用无人船在卫星导航坐标系下的航行位置信息和离岸距离确定出待测湖泊的湖岸线在卫星导航坐标系下的位置坐标，这些位置坐标即构成了待测湖泊的边界轮廓信息。
待测湖泊的边界轮廓信息反映了待测湖泊的水域覆盖形状，该水域覆盖形状可以是规则形状或不规则形状，电子设备可以根据获取的待测湖泊的边界轮廓信息，利用曲线拟合积分或梯形积分确定出待测湖泊的水域面积，可以基于该水域面积确定无人船的测量航线。比如，可以根据边界轮廓信息所表征的水域覆盖形状确定无人船的航线方向，或将垂直水流的方向确定为无人船的航线方向，同时根据水域面积确定出无人船的航线间距，通过该航线方向和航线间距规划无人船的测量航线。
示例性的，可以确定水域覆盖形状的中心位置，然后从穿过该中心位置的湖岸连线中选择最长连线，将水域覆盖平面上与该最长连线夹角为预设夹角的方向确定为航线方向，其中的预设夹角比如可以选择45°至90°之间的任意角度。
示例性的，可以根据水域面积，结合无人船的航线速度及测量所需的时间确定无人船的航线间距；或者，可以根据水域面积，从航线规划信息表中查找与该水域面积相匹配的航线间距，其中，航线规划信息表中保存水域面积和航线间距的对应关系。示例性的，水域面积和航线间距的对应关系可以根据历史湖泊的测量航线数据建立，或者可以根据经验确定。
步骤120：在无人船沿测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据，确定待测湖泊的第一水量。
在无人船沿测量航线航行过程中，可以沿测量航线每航行一预设距离或每航行一预设时间段，探测一次待测湖泊的水深，并将得到的水深数据实时发送给电子设备，电子设备可以根据已获得的水深数据确定待测湖泊的第一水量。这样，电子设备只要获取到待测湖泊的水深数据，即可进行第一水量的确定，无需等待无人船沿测量航线航行结束即可在航行过程中实时得到第一水量。
比如，在无人船沿测量航线航行过程中，可以对已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据求平均值，得到待测湖泊的平均水深，然后根据该平均水深和待测湖泊的水域面积确定第一水量。
再比如，在无人船沿测量航线航行过程中，可以获取无人船在已航行航线上探测水深数据时的探测位置信息，根据该探测位置信息对已航行水域进行网格划分，对于每个已测网格，可以利用该已测网格的网格面积和各探测位置对应的水深数据确定该已测网格对应水域的水量，对各已测网格的水量求和可得到已航行水域的水量。同时可以确定已航行水域的水域面积相对于待测湖泊的水域面积的占比，该占比也可表征已航行水域的水量占第一水量的比值，基于此，可以利用该占比及已航行水域的水量确定第一水量。
本发明提供的湖泊水量确定方法、装置、电子设备和存储介质，先基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息规划无人船的测量航线，然后在无人船沿该测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据确定待测湖泊的第一水量。这样，能够在无人船沿规划的测量航线航行的过程中，边航行边确定待测湖泊的水量，只要开始测量水深数据，即可利用已测得的水深数据得到待测湖泊的水量，无需等到整个待测湖泊测量结束，便可在测量过程中通过简单的计算及时获得待测湖泊的水量，实现了待测湖泊水量的快速测量。而且，湖泊水深的测量过程利用了无人船的自主寻迹，节约了人工成本，保证了人员安全，从而实现了待测湖泊水量的安全、快速测量。
基于图1对应实施例的湖泊水量确定方法，在一种示例实施例中，步骤120可以包括如下的步骤121~步骤122。
步骤121：在无人船沿测量航线航行过程中，每获取到无人船在测量航线上探测到的待测湖泊的预设数量个第一水深数据，确定预设数量个第一水深数据与第二水深数据的平均值，得到平均水深；其中，第二水深数据为探测第一水深数据之前，无人船在测量航线的已航行航线上探测到的所有水深数据。
无人船沿测量航线航行过程中，可以沿测量航线每航行一预设距离或每航行一预设时间段，探测一次待测湖泊的水深，得到第一水深数据，并将该第一水深数据发送给电子设备。电子设备每获取到预设数量个第一水深数据，如每获取到1个、2个、3个或其他数量个第一水深数据，对当前获取的预设数量个第一水深数据和之前已航行航线上探测到的所有水深数据求平均值，将该平均值作为待测湖泊的平均水深。
其中，预设距离和预设时间段可以根据实际应用需求灵活设置。可以理解的是，预设距离和预设时间段越长，探测的数据量越少，则测量和计算的速度越快。在需要快速估计待测湖泊的水量的情况下，可以通过扩大预设距离或预设时间来减小测量时间和计算时间，达到快速测量湖泊水量的目的。
步骤122：基于平均水深和获取到的待测湖泊的水域面积，确定待测湖泊的第一水量。
例如，以无人船沿测量航线每航行一预设距离探测一次待测湖泊的水深、且每获取到1个第一水深数据计算一次平均水深为例，在无人船沿测量航线航行的过程中，当获取到第2个第一水深数据时，计算第1个和第2个第一水深数据的平均值，得到待测湖泊的平均水深，然后将该平均值和待测湖泊的水域面积的乘积作为待测湖泊的第一水量。当无人船继续航行一预设距离时，可以继续探测到待测湖泊的第3个第一水深数据，此时计算第1、第2和第3个第一水深数据的平均值，以更新待测湖泊的平均水深，然后将更新后的平均水深和待测湖泊的水域面积的乘积作为待测湖泊的第一水量。如此循环，直至无人船沿测量航线航行结束。这样，可以在无人船沿测量航线航行的过程中，通过实时探测的水深数据不断更新待测湖泊的平均水深，进而对待测湖泊的水量进行不断的更新，不仅能够实时获取和查看到待测湖泊的水量，达到快速测量湖泊水量的目的，而且能够随着平均水深的不断更新使得待测湖泊的水量的准确性不断得到提高。
而且，相较于现有技术中采用卫星遥感影像测量湖泊水量等方法，本发明实施例的技术方案仅以水深数据作为计算依据，不需要采集较多的数据，仅需很少的水深数据即可得到待测湖泊的水量，大大缩短了数据处理的时间，进一步提高了水量测量的速度。
本发明实施例提供的湖泊水量确定方法，先基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息规划无人船的测量航线，然后在无人船沿该测量航线航行过程中，每获取到无人船在测量航线上探测到的待测湖泊的预设数量个第一水深数据，确定探测第一水深数据之前无人船在测量航线的已航行航线上探测到的所有水深数据及该第一水深数据之间的平均值，得到平均水深，并基于该平均水深和获取到的待测湖泊的水域面积，确定待测湖泊的第一水量。这样，能够在无人船沿规划的测量航线航行的过程中，边航行边确定待测湖泊的水量，只要开始测量水深数据，即可利用已测得的水深数据得到待测湖泊的水量，无需等到整个待测湖泊测量结束，便可在测量过程中通过简单的计算及时获得待测湖泊的水量，实现了待测湖泊水量的快速测量。而且，湖泊水深的测量过程利用了无人船的自主寻迹，节约了人工成本，保证了人员安全，从而实现了待测湖泊水量的安全、快速测量。
基于图1对应实施例的湖泊水量确定方法，在一种示例实施例中，可以利用自主循迹，控制无人船沿待测湖泊的湖岸线航行一圈来获取待测湖泊的边界轮廓信息。具体的，本发明实施例提供的湖泊水量确定方法还可以包括：获取无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离；基于航向角、航行位置信息和离岸距离，确定待测湖泊的边界轮廓信息。
具体的，可以在待测湖泊的岸边选定合适的位置作为投放无人船的预定位置，在该预定位置投放无人船，作为无人船沿待测湖泊的湖岸线航行的起始位置。在预定位置投放无人船并启动，无人船可以根据预设的离岸安全距离进行自主循迹，不断调整自身的航向角，以沿待测湖泊的湖岸线航行。在无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中，电子设备可以获取无人船的航向角、航行位置信息和离岸距离。其中的离岸距离为无人船距离待测湖泊湖岸的距离。
示例性的，无人船上可以设置测距装置，通过该测距装置测量无人船距离湖岸的距离，即离岸距离。其中的测距装置可以包括激光雷达、红外测距仪和超声波测距仪等其中的至少一种，但不限于此。
示例性的，无人船上可以设置卫星定位系统，可以通过卫星定位系统记录无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，得到无人船的航行位置信息。
无人船的离岸距离是在无人船自身的坐标系下进行测量的，该坐标系可以定义为载体坐标系，可以利用无人船的航向角进行载体坐标系到卫星导航坐标系的转换，以在同一坐标系下进行数据处理。
电子设备获取到无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的实时航向角、航行位置信息和离岸距离之后，可以根据该航向角确定无人船自身的载体坐标系到卫星导航坐标系进行转换的转换矩阵。基于该转换矩阵、无人船的离岸距离和无人船的航行位置信息，确定出待测湖泊的湖岸线在卫星导航坐标系下的位置坐标，这些位置坐标即构成了待测湖泊的边界轮廓信息。具体的，无人船沿湖岸线航行过程中的离岸距离表征无人船与湖岸的相对距离，通过离岸距离可以确定湖岸线在无人船的载体坐标系中的位置坐标，可以通过转换矩阵将该位置坐标转换到卫星导航坐标系中，结合无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，可以确定出湖岸线在卫星导航坐标系中的位置坐标，即得到待测湖泊的边界轮廓信息。
示例性的，可以在无人船上设置激光雷达，利用激光雷达测量无人船的离岸距离，同时可以设置离岸安全距离，无人船可以将激光雷达检测到的离岸距离与离岸安全距离进行比较，根据比较结果对自身的航向角进行调整，以使无人船与湖岸保持在安全距离，使无人船通过自主循迹沿待测湖泊的边界航行一圈，在航行过程中，可以通过卫星定位系统记录自身在卫星导航坐标系下的实时位置坐标。
具体的，获取无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离可以包括：在无人船沿待测湖泊的湖岸线航行的过程中，获取无人船的航向角和由设置于无人船上的激光雷达检测到的无人船的离岸距离；从所述无人船上的卫星定位系统获取无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，得到航行位置信息；其中，航向角基于离岸距离和离岸安全距离调整，离岸安全距离基于待测湖泊的湖岸坡度角确定，以保证无人船沿湖泊边界航行时不会碰撞到湖岸。
基于图1对应实施例的湖泊水量确定方法，在一种示例实施例中，可以在无人船沿测量航线航行结束后，基于无人船在测量航线上航行时探测到的待测湖泊的所有水深数据，采用分块水量计算的方式确定待测湖泊的水量，得到第二水量，然后采用该第二水量对第一水量进行更新，提高待测湖泊水量测量的准确性。具体的，该湖泊水量确定方法还可以包括如下的步骤140~步骤160。
步骤140：在无人船沿测量航线航行结束后，获取无人船在测量航线上航行时探测到的待测湖泊的所有水深数据和对应的探测位置信息。
无人船沿测量航线航行时，可以每航行一预设距离或每航行一预设时间段，探测一次待测湖泊的水深，得到一个探测位置的水深数据，同时可以获得该探测位置的探测位置信息。
示例性的，无人船上可以搭载单波束测深仪，在无人船沿测量航线航行的过程中，每航行一预设距离或每航行一预设时间段，可以获取无人船航行至的位置，得到探测位置信息，同时触发单波束测深仪探测该位置的水深，得到该位置的水深数据。示例性的，单波束测深仪探测到的该位置的水深探测数据可以有至少一个，可以将该至少一个水深探测数据的平均值作为该位置对应的水深数据，则一个探测位置信息可以与一个水深数据对应。
步骤150：基于探测位置信息对待测湖泊进行网格划分，得到至少两个测量航线网格。
步骤160：基于每个测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量，并采用第二水量更新第一水量。
对于每个测量航线网格，可以对应三个或四个探测位置，可以获取到每个探测位置的探测位置信息，可以基于该测量航线网格的各探测位置信息确定该测量航线网格的网格面积。对于每个测量航线网格，其每个探测位置信息对应的探测位置处有对应的第三水深数据，可以将各探测位置处的第三水深数据的平均值确定为该测量航线网格的网格水深，该网格水深可表示该测量航线网格所覆盖水域的水深。基于此，对于每个测量航线网格，可以将其网格面积和网格水深的乘积确定为该测量航线网格所覆盖水域的水量。如此，可以获得每个测量航线网格所覆盖水域的水量，对这些水量求和即可得到待测湖泊的第二水量。通过对待测湖泊进行分块，每个分块水域采用各自对应的网格面积和网格水深进行水量的确定，以此得到的第二水量相比于整个待测湖泊采用同一个水深进行水量计算而言，极大的提高了湖泊水量计算的精度。这样，在无人船沿测量航线航行结束后，采用第二水量对第一水量进行更新，能够有效提高待测湖泊水量测量的准确性。
例如，图2示例性示出了通过分块水量计算方式确定待测湖泊水量的原理示意图，参照图2所示，测量航线上的各取样点即是无人船沿测量航线航行过程中探测水深时的探测位置，这些取样点可以在测量航线上均匀分布，也可以是非均匀分布，在图2中以均匀分布为例进行说明。可以从相邻两条测量航线各自的第一个取样点开始，按照图2所示的原理进行测量航线网格的划分，每个测量航线网格占据相邻两条测量航线的4个取样点。对于每个测量航线网格，如测量航线网格S1（阴影区域S1），其占据的4个取样点的位置信息和每个取样点处探测的第三水深数据已知，假设探测的第三水深数据分别为和，可以根据取样点的位置信息确定出该测量航线网格的网格面积/>，同时可以将该4个取样点处的第三水深数据的平均值/>确定为测量航线网格S1的网格水深，测量航线网格S1所覆盖水域的水量则可表示为/>。基于此，可以得到划分出的每个测量航线网格所覆盖水域的水量，将这些水量求和即可得到无人船沿测量航线航行所测得的水量，可记为航线测量水量。
一种示例实施例中，可以将该航线测量水量确定为待测湖泊的第二水量。
一种示例实施例中，无人船沿测量航线航行时与湖岸之间存在一个离岸安全距离，该部分水域在无人船沿测量航线航行所测得的水量中未被记入，因此，可以通过补偿该部分水域的水量提高待测湖泊水量测量的准确性。在本发明实施例中，该部分水域的水量可定义为湖泊边缘补偿量，可以利用该湖泊边缘补偿量对航线测量水量进行补偿，得到第二水量。具体的，基于每个测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量，可以包括：基于每个测量航线网格的网格面积和获取到的待测湖泊的水域面积，确定湖泊边缘补偿面积；基于该湖泊边缘补偿面积和获取到的无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中探测到的湖岸线水深数据，确定湖泊边缘补偿量；基于湖泊边缘补偿量以及每个测量航线网格的网格面积和对应的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量。
示例性的，无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中，可以每航行一预设航行距离或每航行一预设航行时间段，探测一次湖岸线水深数据，沿湖岸线航行结束后，可以得到待测湖泊的所有湖岸线水深数据。电子设备获取到无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中探测到的所有湖岸线水深数据之后，可以确定这些湖岸线水深数据的平均值得到湖岸线平均水深；然后基于湖岸线平均水深、待测湖泊的水域面积以及每个测量航线网格对应的网格面积，确定湖泊边缘补偿量。
例如，可以在无人船沿测量航线航行结束后，利用各测量航线网格的网格面积和网格水深确定各测量航线网格覆盖水域的水量，同时确定各测量航线网格的网格面积之和，从待测湖泊的水域面积中减去该网格面积之和，可得到待测湖泊的边缘补偿面积，将该边缘补偿面积与湖岸线平均水深的乘积作为湖泊边缘补偿量。
示例性的，基于湖泊边缘补偿量以及每个测量航线网格的网格面积和对应的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量，可以包括：针对每个测量航线网格，确定该测量航线网格对应的第三水深数据的平均值，得到该测量航线网格的网格水深；基于每个测量航线网格的网格面积和网格水深数据确定航线测量水量；利用湖泊边缘补偿量对航线测量水量进行补偿，得到待测湖泊的第二水量。
例如，参照图2所示，可以将相邻两条测量航线的端点延伸至待测湖泊的边界轮廓线，可形成边缘网格M1（阴影区域M1），以相同原理可以确定出所有边缘网格，将各边缘网格所覆盖水域的水量求和即可得到湖泊边缘补偿量，也即无人船的湖岸线航迹和待测湖泊的边界轮廓线之间水域的水量。
具体的，以边缘网格M1为例，可以基于边缘网格M1对应的边界轮廓信息和对应的无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的航行位置信息，确定出边缘网格M1的网格面积，同时根据无人船沿湖岸线航行过程中探测到的边缘网格M1对应的湖岸线水深确定该边缘网格M1的水深，比如将探测到的边缘网格M1对应的湖岸线水深的平均值作为边缘网格M1的水深，然后计算边缘网格M1的网格面积和水深的乘积，得到边缘网格M1所覆盖水域的水量。依据同样的原理可得到所有边缘网格所覆盖水域的水量，将这些水量求和即得到湖泊边缘补偿量。
或者，可以确定无人船沿湖岸线航行时探测到的各航行位置对应的湖岸线水深的平均值，得到湖岸线平均水深；同时，从待测湖泊的水域面积中减去所有测量航线网格的网格面积，得到无人船的湖岸线航迹和待测湖泊的边界轮廓线之间水域的面积，将该面积和湖岸线平均水深的乘积确定为湖泊边缘补偿量。
在一种示例实施例中，对于待测湖泊，其水量会随着降雨量和湖泊出入口流量而变化，在待测湖泊水量的确定过程中可以考虑这部分水量的变化，以进一步提高待测湖泊水量测量的准确性。具体的，基于每个测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量，可以包括：基于每个测量航线网格对应的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据确定航线测量水量；获取降雨量信息、湖泊入口流量信息和湖泊出口流量信息；基于降雨量信息、湖泊入口流量信息、湖泊出口流量信息和获取到的待测湖泊的水域面积确定湖泊流量补偿量；利用湖泊流量补偿量对航线测量水量进行补偿，得到待测湖泊的第二水量。
具体的，以一个时间段为例，可以基于降雨量信息和水域面积确定该时间段内降雨对待测湖泊所带来的水量增加量；同时，可以根据湖泊入口流量信息和湖泊出口流量信息确定该时间段内湖泊出入口流量对待测湖泊所带来的水量变化量；可以将降雨带来的水量增加量和湖泊出入口流量带来的水量变化量之和确定为湖泊流量补偿量。
在一种示例实施例中，可以同时利用湖泊边缘补偿量和湖泊流量补偿量对航线测量水量进行补偿，得到待测湖泊的第二水量。
基于上述各实施例的湖泊水量确定方法，在一种示例实施例中，基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线可以包括：基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息，利用梯形积分法确定待测湖泊的水域面积；基于无人船的最大航行速度、预设最短测量时间和水域面积，确定无人船的航线间距；基于航线间距和边界轮廓信息确定无人船的测量航线。
具体的，待测湖泊的边界轮廓信息反映了待测湖泊的水域覆盖形状，该水域覆盖形状可以是规则形状或不规则形状，电子设备可以基于该边界轮廓信息，利用不规则形状的面积计算方法确定出待测湖泊的水域面积。比如，可以基于待测湖泊的边界轮廓信息，利用梯形积分法计算待测湖泊的水域面积。
具体的，电子设备可以通过如下的公式（1）确定无人船的航线间距P：
（1）
其中，为无人船的最大航行速度，/>为预设最短测量时间，S为待测湖泊的水域面积。可以理解的是，P可根据公式（1）的计算结果选择合适的整数值。
示例性的，可以根据待测湖泊的边界轮廓信息拟合出待测湖泊的水域覆盖形状，根据该水域覆盖形状可确定出待测湖泊水面的最长跨度，可以将待测湖泊水面上与该最长跨度方向垂直的方向确定为航线方向，沿该航线方向，按照航线间距规划无人船的测量航线。例如，该测量航线可以是如图2所示的形式。
基于上述各实施例的湖泊水量确定方法，图3示例性示出了本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的工作原理示意图，参照图3所示，可以从待测湖泊所在地的气象站获取降雨量信息、从待测湖泊的水文站获取湖泊入口流量信息、湖泊出口流量信息和湖岸坡度角等信息，得到待测湖泊的水文数据。在预定位置投放无人船并基于湖岸坡度角确定无人船的离岸安全距离，无人船可以基于该离岸安全距离，利用自主循迹及控制技术，沿待测湖泊的边界航行一圈，对待测湖泊的边界轮廓进行探测，得到边界轮廓信息，基于该边界轮廓信息，可以通过积分得到待测湖泊的水域面积。根据边界轮廓信息和水域面积确定无人船的航线方向和航线间距，采用遍历路线航迹规划技术生成无人船的测量航线，完成全覆盖航迹规划。然后，再次启动无人船，搭载单波束测深仪沿测量航线进行水深的自主探测。在自主探测过程中，若测量航线的路径未走完，则利用水域面积和当前已探测的水深数据预估待测湖泊的水量，同时也可以利用当前已探测的水深数据计算已测水域的水量；若测量航线的路径已走完，则利用航行过程中探测到的所有水深数据和对应的探测位置信息，利用分块积分精确计算待测湖泊的水量，通过此时的水量校正无人船航行过程中预估的水量，形成测量报告。
基于图3的工作原理，图4示例性示出了本发明实施例提供的湖泊水量确定方法的流程示意图之二，参照图4所示，该湖泊水量确定方法可以包括如下的步骤401~步骤410。
步骤401：获取降雨量信息、湖泊入口流量信息、湖泊出口流量信息和待测湖泊的湖岸坡度角。
电子设备可以先通过待测湖泊所在地的气象站获取降雨量信息，从待测湖泊的水文站获取湖泊入口流量信息/>、出口流量信息/>和待测湖泊的湖岸坡度角/>。
步骤402：根据湖岸坡度角确定离岸安全距离，并将离岸安全距离发送给无人船，以控制无人船基于离岸安全距离沿待测湖泊的湖岸线进行自主循迹航行。
具体的，可以根据如下的公式（2）确定离岸安全距离L：
（2）
电子设备确定出离岸安全距离之后，将该离岸安全距离发送给无人船。然后在预定位置投放无人船并启动无人船，将该预定位置作为无人船沿待测湖泊的湖岸线航行的起始位置。
步骤403：获取无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离。
例如，图5示例性示出了无人船自主循迹航行的示意图，参照图5所示，F为无人船，坐标系为卫星导航坐标系，坐标系/>为无人船F自身的载体坐标系，曲线G1为待测湖泊的边界轮廓，曲线G2为无人船F沿湖岸线航行的航迹。无人船F沿湖岸线航行的过程中，可以通过其上设置的激光雷达测量离岸距离/>，将离岸距离/>与离岸安全距离L进行比较，根据比较结果不断调整自身的航向角/>，以使离岸距离/>大于离岸安全距离L，保证无人船F的安全航行。同时，无人船F可以通过卫星定位系统记录自身在卫星导航坐标系/>下的实时位置坐标/>，即可得到航行位置信息。以及，无人船F可以通过搭载的单波束测深仪探测对应位置的水深。电子设备可以从无人船F获取离岸距离/>、航向角/>和探测到的航行位置信息。
步骤404：基于航向角、航行位置信息和离岸距离确定待测湖泊的边界轮廓信息。
结合图5的示例，电子设备获取到离岸距离、航向角/>和航行位置信息之后，可以通过如下的公式（3）确定待测湖泊的湖岸线在卫星导航坐标系下的位置坐标：/>
（3）
其中，T表示转置，为载体坐标系到卫星导航坐标系进行转换的转换矩阵。可以基于航向角/>，通过如下的公式（4）确定：
（4）
这样，利用公式（3）和公式（4）可以确定出无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中，每个航行位置在卫星导航坐标系下的位置坐标，得到待测湖泊的边界轮廓信息。
步骤405：基于边界轮廓信息，利用梯形积分法确定待测湖泊的水域面积。
电子设备得到待测湖泊的边界轮廓信息之后，可以基于该边界轮廓信息，利用如下的梯形积分公式（5）确定待测湖泊的水域面积S：
（5）
其中，K表示边界轮廓信息中的湖岸线坐标点数量，也即无人船沿湖岸线航行过程中的航行位置的数量；i表示坐标点索引。
步骤406：基于边界轮廓信息和水域面积确定无人船的测量航线。
电子设备在获取到边界轮廓信息和水域面积之后，可以基于无人船的最大航行速度、预设最短测量时间/>和水域面积S，利用上述的公式（1）确定无人船的航线间距P。同时，可以根据边界轮廓信息拟合出待测湖泊的水域覆盖形状，利用该水域覆盖形状和湖泊水流方向确定无人船的航线方向，或者根据该水域覆盖形状确定出待测湖泊的最长跨度方向，将待测湖泊水面上与该最长跨度方向垂直的方向确定为航线方向。之后，电子设备可以基于该航线方向和航线间距P，利用遍历路线航迹规划技术规划出无人船的测量航线。可以理解的是，在规划无人船的测量航线时，需要考虑无人船航行至湖岸边界时满足离岸安全距离的要求。
例如，图6示例性示出了测量航线规划的原理示意图，参照图6所示，电子设备可以将垂直于待测湖泊最长跨度方向的方向作为无人船的航线方向，利用遍历路线航迹规划，沿航向方向规划测量航线，并使规划出的相邻测量航线之间的航线间距为P。在图6中，带圈的编号1~22标示出了各条测量航线的转折点，无人船F可以按照编号顺序，沿测量航线进行航行。
可以理解的是，航线间距P直接关系到测量精度，航线间距P越小，测量精度越高。示例性的，航线间距P可以根据测量时间要求、精度要求和待测湖泊的水域面积的大小自由选择，或者根据上述公式（1）进行选择。
步骤407：在无人船沿测量航线航行过程中，获取无人船搭载的单波束测深仪探测到的水深数据。
无人船的测量航线规划完成后，无人船再次出发沿规划的测量航线航行，并在航行过程中，每航行一预设距离或每航行一预设时间段，利用搭载的单波束测深仪进行一次水深探测，同时记录探测水深时的探测位置，探测到的水深数据及对应的探测位置的位置坐标可发送给电子设备。
步骤408：判断无人船是否沿测量航线航行结束。
电子设备判断无人船是否沿测量航线航行结束，即判断是否走完测量航线的路径。若是，则执行步骤410，否则执行步骤409。
步骤409：动态估算待测湖泊的水量。
在无人船沿测量航线航行的过程中，可以根据如下的公式（6）动态估算待测湖泊的水量W，也即待测湖泊的第一水量：
（6）
其中，为在第n+1个探测位置进行水深探测后得到的待测湖泊的平均水深，该平均水深可以在无人船沿测量航线航行的过程中基于如下的公式（7）实时更新：
（7）
其中，n表示已进行水深探测的探测位置数量，表示已探测的前n个探测位置的水深数据的平均值，/>表示第n+1个探测位置探测到的水深数据。
示例性的，为保证探测位置的取样均匀且连续，可以在测量航线上每隔预设距离选取一个取样点作为探测位置，用于计算平均水深。其中的预设距离比如为2米。
步骤410：通过精确积分确定待测湖泊的水量。
结合图2，对于任意一个测量航线网格Sj（阴影区域Sj），其占据的4个取样点（即探测位置）处探测的第三水深数据分别为和/>，这4个第三水深数据的平均值可以作为测量航线网格Sj的网格水深。无人船沿测量航线航行结束后，即走完测量航线后，电子设备可以通过如下公式（8）所表示的精确积分方法确定待测湖泊的水量W，也即待测湖泊的第二水量：
（8）
其中，N表示测量航线网格的数量，j表示测量航线网格索引，表示第j个测量航线网格的网格面积，/>表示第j个测量航线网格对应的4个取样点的平均深度，/>表示湖泊边缘补偿量，t为流量测量时间，/>表示湖泊流量补偿量。其中，/>表示湖岸线平均水深，可以对无人船沿湖岸线航行过程中各航行位置对应的湖岸线水深求取平均值，获得该湖岸线平均水深/>；/>表示湖泊入口流量信息，/>表示出口流量信息，/>表示降雨量信息，S表示水域面积。
这样，在无人船沿测量航线航行结束后，利用公式（8）所表示的精确积分方法确定待测湖泊的第二水量，考虑了湖泊边缘补偿量和湖泊流量补偿量，可以得到待测湖泊更准确的水量，此时可以利用公式（8）确定出的第二水量对无人船沿测量航线航行过程中估算的第一水量进行校正，提高待测湖泊水量的准确性。
之后，电子设备可以生成待测湖泊水量的测量报告，并输出该测量报告。
本发明实施例提供的湖泊水量确定方法，可以利用无人船自主循迹及控制技术，使无人船沿待测湖泊的边界航行一圈，并结合GNSS、单波束测深仪和激光雷达测距获取待测湖泊的边界轮廓信息和待测湖泊边界轮廓附近水域的水深，这样，使用无人船测量待测湖泊的水深可以更快速和高效地进行，相比于人工开船上湖或遥控无人船并携带GNSS定位仪沿湖行驶获得边界信息的方式，智能化程度高，且节约了时间和人力，能够获取到比人工测量更多的测量数据并减小误差，测量更加准确，具有自主程度高、测量精度高和测量快速的特点；而且，利用无人船沿湖岸线航行及激光雷达测距来获得待测湖泊的边界轮廓信息，相比于遥感影像处理技术，有效降低了成本。
本发明实施例提供的湖泊水量确定方法，基于遍历路线航迹规划技术，使用无人船快速自主地在测量航向上进行水深数据的探测，并基于水深数据，采用分块积分算法确定测量航线覆盖水域的水量，并利用湖泊边缘补偿量和湖泊流量补偿量对该水量进行补偿，提高了待测湖泊水量测量的准确性，同时避免了湖底地形三维建模的繁琐和复杂过程，计算简单高效；同时，能够通过改变航线间距、调整探测位置间距、增加无人船数量等方法来减小测量时间或调整测量精度，灵活可变，能够同时满足静态湖泊和动态湖泊水量的测量，也可应用于突发、危险或紧急的堰塞湖水量测量，减少了人力和物力的投入，保障了人员安全。
本发明实施例提供的湖泊水量确定方法，可以在无人船沿测量航线航行的过程中先使用已测得的水深数据估算整个待测湖泊的水量，并利用实时探测到的水深数据不断进行水量的动态矫正，实现最短时间水量信息的获取；在无人船完成测量航线的测量后，再基于探测到的所有水深数据和对应的探测位置进行精确切割积分来计算待测湖泊的水量，用积分得到的水量校正估算结果。这样，可以在无人船沿测量航线航行的过程中动态估算待测湖泊的水量，以便及时获取并实时查看待测湖泊的水量，提高了湖泊水量测量的速度；在完成测量航线后进行水量的精确积分计算和矫正，进一步提高了待测湖泊水量测量的准确性。
本发明实施例提供的湖泊水量确定方法，结合了无人船自主循迹、单波束测深仪侧深、GNSS卫星定位和激光雷达测距等多种技术手段，能够获取到待测湖泊更精准、全面的边界轮廓信息和水深，提高了测量的准确性和可靠性。
下面对本发明提供的湖泊水量确定装置进行描述，下文描述的湖泊水量确定装置与上文描述的湖泊水量确定方法可相互对应参照。
图7示例性示出了本发明实施例提供的湖泊水量确定装置的结构示意图，参照图7所示，湖泊水量确定装置700可以包括：航线确定模块710，用于基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；水量确定模块720，用于在无人船沿测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的待测湖泊的水深数据，确定待测湖泊的第一水量。
在一种示例实施例中，水量确定模块720可以包括：水深确定单元，用于在无人船沿测量航线航行过程中，每获取到无人船在测量航线上探测到的待测湖泊的预设数量个第一水深数据，确定预设数量个第一水深数据与第二水深数据的平均值，得到平均水深，其中，第二水深数据为探测第一水深数据之前，无人船在测量航线的已航行航线上探测到的所有水深数据；水量确定单元，用于基于平均水深和获取到的待测湖泊的水域面积，确定待测湖泊的第一水量。
在一种示例实施例中，湖泊水量确定装置700还可以包括第一获取模块和网格划分模块。其中，第一获取模块，用于在无人船沿测量航线航行结束后，获取无人船在测量航线上航行时探测到的待测湖泊的所有水深数据和对应的探测位置信息；网格划分模块，用于基于探测位置信息对待测湖泊进行网格划分，得到至少两个测量航线网格；水量确定模块720，还用于基于每个测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量，并采用第二水量更新第一水量。
在一种示例实施例中，水量确定模块720可以具体用于：基于每个测量航线网格的网格面积和获取到的待测湖泊的水域面积，确定湖泊边缘补偿面积；基于湖泊边缘补偿面积和获取到的无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中探测到的湖岸线水深数据，确定湖泊边缘补偿量；基于湖泊边缘补偿量以及每个测量航线网格的网格面积和对应的第三水深数据，确定待测湖泊的第二水量。
在一种示例实施例中，水量确定模块720可以具体用于：基于每个测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据确定航线测量水量；获取降雨量信息、湖泊入口流量信息和湖泊出口流量信息；基于降雨量信息、湖泊入口流量信息、湖泊出口流量信息和获取到的待测湖泊的水域面积确定湖泊流量补偿量；利用湖泊流量补偿量对航线测量水量进行补偿，得到待测湖泊的第二水量。
在一种示例实施例中，航线确定模块710可以包括：第一确定单元，用于基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息，利用梯形积分法确定待测湖泊的水域面积；第二确定单元，用于基于无人船的最大航行速度、预设最短测量时间和水域面积，确定无人船的航线间距；第三确定单元，用于基于航线间距和边界轮廓信息确定无人船的测量航线。
在一种示例实施例中，湖泊水量确定装置700还可以包括：第二获取模块，用于获取无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离；轮廓确定模块，用于基于航向角、航行位置信息和离岸距离，确定待测湖泊的边界轮廓信息。
在一种示例实施例中，第二获取模块可以包括：第一获取单元，用于在无人船沿待测湖泊的湖岸线航行的过程中，获取无人船的航向角和设置于无人船上的激光雷达检测到的无人船的离岸距离；第二获取单元，用于从无人船上的卫星定位系统获取无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，得到航行位置信息；其中，航向角基于离岸距离和离岸安全距离调整，离岸安全距离基于待测湖泊的湖岸坡度角确定。
图8示例了一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）810、通信接口（Communication Interface）820、存储器（memory）830和通信总线840，其中，处理器810、通信接口820和存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行上述任一方法实施例提供的湖泊水量确定方法。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述任一方法实施例所提供的湖泊水量确定方法。
又一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述任一方法实施例所提供的湖泊水量确定方法。
示例的，计算机可读存储介质包括非暂态计算机可读存储介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种湖泊水量确定方法，其特征在于，包括：
基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；
在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量；
在所述无人船沿所述测量航线航行结束后，获取所述无人船在所述测量航线上航行时探测到的所述待测湖泊的所有水深数据和对应的探测位置信息；
基于所述探测位置信息对所述待测湖泊进行网格划分，得到至少两个测量航线网格；
基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，并采用所述第二水量更新所述第一水量。
2.根据权利要求1所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，所述在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量，包括：
在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，每获取到所述无人船在所述测量航线上探测到的所述待测湖泊的预设数量个第一水深数据，确定所述预设数量个第一水深数据与第二水深数据的平均值，得到平均水深；所述第二水深数据为探测所述第一水深数据之前，所述无人船在所述测量航线的已航行航线上探测到的所有水深数据；
基于所述平均水深和获取到的所述待测湖泊的水域面积，确定所述待测湖泊的第一水量。
3.根据权利要求1所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，所述基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，包括：
基于每个所述测量航线网格的网格面积和获取到的所述待测湖泊的水域面积，确定湖泊边缘补偿面积；
基于所述湖泊边缘补偿面积和获取到的所述无人船沿待测湖泊的湖岸线航行过程中探测到的湖岸线水深数据，确定湖泊边缘补偿量；
基于所述湖泊边缘补偿量以及每个所述测量航线网格的所述网格面积和对应的所述第三水深数据，确定所述待测湖泊的所述第二水量。
4.根据权利要求1所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，所述基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，包括：
基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据确定航线测量水量；
获取降雨量信息、湖泊入口流量信息和湖泊出口流量信息；
基于所述降雨量信息、所述湖泊入口流量信息、所述湖泊出口流量信息和获取到的所述待测湖泊的水域面积确定湖泊流量补偿量；
利用所述湖泊流量补偿量对所述航线测量水量进行补偿，得到所述待测湖泊的所述第二水量。
5.根据权利要求1或2所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，所述基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线，包括：
基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息，利用梯形积分法确定所述待测湖泊的水域面积；
基于所述无人船的最大航行速度、预设最短测量时间和所述水域面积，确定所述无人船的航线间距；
基于所述航线间距和所述边界轮廓信息确定所述无人船的所述测量航线。
6.根据权利要求1或2所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，还包括：
获取所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离；
基于所述航向角、所述航行位置信息和所述离岸距离，确定所述待测湖泊的所述边界轮廓信息。
7.根据权利要求6所述的湖泊水量确定方法，其特征在于，所述获取所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行过程中的航向角、航行位置信息和离岸距离，包括：
在所述无人船沿所述待测湖泊的湖岸线航行的过程中，获取所述无人船的所述航向角和由设置于所述无人船上的激光雷达检测到的所述无人船的所述离岸距离；
从所述无人船上的卫星定位系统获取所述无人船在卫星导航坐标系中的位置坐标，得到所述航行位置信息；
其中，所述航向角基于所述离岸距离和离岸安全距离调整，所述离岸安全距离基于所述待测湖泊的湖岸坡度角确定。
8.一种湖泊水量确定装置，其特征在于，包括：
航线确定模块，用于基于获取的待测湖泊的边界轮廓信息确定无人船的测量航线；
水量确定模块，用于在所述无人船沿所述测量航线航行过程中，基于已航行航线上探测到的所述待测湖泊的水深数据，确定所述待测湖泊的第一水量；
第一获取模块，用于在所述无人船沿所述测量航线航行结束后，获取所述无人船在所述测量航线上航行时探测到的所述待测湖泊的所有水深数据和对应的探测位置信息；
网格划分模块，用于基于所述探测位置信息对所述待测湖泊进行网格划分，得到至少两个测量航线网格；
所述水量确定模块，还用于基于每个所述测量航线网格的网格面积和对应的各探测位置处的第三水深数据，确定所述待测湖泊的第二水量，并采用所述第二水量更新所述第一水量。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的湖泊水量确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的湖泊水量确定方法。
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