[發明專利]基于作物信息遙感精確反演的非點源污染源強估算方法

有效

• 申請號: 201710481829.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107316017B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 吳太夏;王樹東
• 申請（專利權）人: 河海大學;中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/62;G01N21/55
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了基于作物信息遙感精確反演的非點源污染源強估算方法，包括步驟：1，獲取連續的同類型同一物候作物的高時間分辨率遙感圖像；2，提取遙感圖像的EVI時序數據，得到此作物的物候曲線；以獲取作物不同施肥節點不同施肥類型的施肥量；3，將高空間分辨率和高時間分辨率的遙感數據進行ESTARFM時空融合，提取融合后遙感圖像的EVI時序數據；4，根據融合后的EVI時序數據得到作物不同施肥節點的種植面積；5，根據作物不同施肥節點的施肥量和種植面積，估算非點源污染源強。本發明通過遙感圖像準確的提取作物類型，通過作物物候特征和施肥信息，確定施肥量隨作物生長的累積過程，為非點源污染源強提供更為精確的估算值。

技術領域

本發明涉及環境保護技術領域，具體涉及一種基于作物信息遙感精確反演的非點源污染源強估算方法。

背景技術

名詞解釋：

非點源污染指溶解性或固體物質在大面積降雨和徑流沖刷作用下匯入受納水體(河流、湖泊等)而引起的水體污染，其主要來源包括農藥化肥的過量使用、農村生活污水等。

污染源是指造成環境污染的污染物發生源，通常指向環境中排放的有害物質或對環境產生的有害影響的場所、設備或人體。

污染源強主要用于計算污染物的總量。

農業面源污染是最為重要且分布最廣泛的面源污染。全球30％～50％的地表已受到非點源污染的影響。非點源污染已成為江河湖泊，尤其是巢湖、太湖、滇池等湖泊水質惡化的主要原因；非點源污染主要集中在水土流失嚴重的地區和農業區，然而長期以來中國重點控制點源污染，側重城市環境管理，至今尚未把非點源污染納入水污染總量控制中去，導致中國非點源研究相對滯后。

非點源污染具有隨機性、時空差異性、潛伏性和滯后性等特點，其地理邊界和位置難以準確的識別和確定，加上涉及范圍廣、影響因素及作用過程復雜多樣，對它的形成機理尚不清楚。目前的非點源污染二元模型中，受限于長期連續同步監測數據匱乏，常使用統計分析方法對模型各參數進行估算，造成非點源污染源強估算模型存在較大的精度與不確定性問題。

非點源污染模型的構建必須與農業生產活動聯系，考慮農作物生長機理、耕作方式、施肥、灌溉、收割等，涉及農業生產的方方面面。這也是非點源污染模型構建的一大難點。傳統的抽樣或監測手段在空間分布上和時間跨度上都有局限，缺乏動態性數據支持，導致污染累計過程不清。另外，不同作物其產生的非點源污染是不同的，目前作物類型區分不明確，常常用統一的標準來估算污染源強，造成精確度不夠。對于大面積非點源污染源強估算，傳統的方法在進行農田施肥量估算時，由于缺乏準確的物候信息，很難進行不同區域不同作物的施肥量估算，往往將整個作物的生長周期作為一個參數來計算，在存在多茬種植時容易造成很大的誤差。

綜上所述，目前國內外非點源污染模型偏向應用型，模型具有明顯的區域性，不利于推廣，由于受缺乏實測的詳盡的非點源污染負荷各環節監測資料，模型存在的不確定性等的影響，模擬結果缺乏有效的驗證、缺乏可靠性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于作物信息遙感精確反演的非點源污染源強估算方法，利用高時間分辨率、高空間分辨率數據的融合數據對研究區內非點源污染的時空分布進行反演估算，獲取作物的施肥節點和種植面積，進而估算出非點源污染源強。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于作物信息遙感精確反演的非點源污染源強估算方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟S1，獲取連續的同類型同一物候作物的高時間分辨率遙感圖像；

步驟S2，提取遙感圖像的EVI時序數據，得到此作物的物候曲線；以獲取作物不同施肥節點不同施肥類型的施肥量；

步驟S3，將高空間分辨率和高時間分辨率的遙感數據進行ESTARFM時空融合，提取融合后遙感圖像的EVI時序數據；