[發明專利]富營養化湖泊真光層外藻總量遙感間接監測方法

有效

• 申請號: 201711339000.4
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108152289B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張玉超;胡旻琪;馬榮華
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G06K9/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓;尹妍

1.一種富營養化湖泊真光層外藻總量遙感間接監測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)構建藻類不同垂向分布條件下水體光學參量數據庫；

通過模擬藻類在藻華與非藻華條件下垂向分布，基于富營養化湖泊實測水體固有光學參量，經過Ecolight輻射傳輸模擬，構建與藻類不同垂向分布相對應的水體表觀光學參數數據庫；實測水體固有光學參量包括葉綠素a、懸浮泥沙以及CDOM的比吸收系數；水體表觀光學參量包括水體表面遙感反射比R_rs、漫衰減系數K_d；

2)基于步驟1)的水體表觀光學參數數據庫數據，計算獲取非藻華條件下真光層外葉綠素a平均濃度與真光層內葉綠素a平均濃度之間的定量關系；

3)基于步驟1)的水體表觀光學參數數據庫數據，計算獲取藻華條件下真光層外葉綠素a平均濃度與真光層深度之間的定量關系；

4)基于衛星R_rc數據和步驟1)的水體表觀光學參數數據庫數據構建真光層內藻總量的遙感估算模型，實現真光層外藻總量的間接遙感監測，步驟如下：

(1)獲取衛星影像數據，進行影像預處理；

(2)基于預處理影像獲取R_rc數據，結合R_rc數據及K_d數據，逐像元計算真光層深度Zeu；

(3)根據水位以及湖盆DEM數據逐像元計算水深D；

(4)在藻華水域根據真光層外葉綠素a平均濃度與真光層深度之間的定量關系，計算該像元水柱真光層外葉綠素a平均濃度；

(5)在非藻華水域根據真光層外葉綠素a平均濃度與真光層內平均葉綠素a濃度的定量關系，計算該像元水柱真光層外葉綠素a平均濃度；

(6)若D>Zeu，則計算該像元真光層外藻總量，否則，該像元真光外藻總量記為0；

根據前述流程，獲取全湖的真光層外藻總量的空間分布情況。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，基于水體表面遙感反射比R_rs計算非藻華條件下真光層外葉綠素a平均濃度與真光層內葉綠素a平均濃度之間的定量關系；非藻華條件下真光層內的平均葉綠素濃度與真光層外的平均葉綠素濃度呈線性關系，進行曲線擬合得到關系式如下：

Chla_{eu_out}＝-0.8981*Chla_eu+58.04 (1)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，基于水體表面遙感反射比R_rs計算藻華條件下真光層外葉綠素a平均濃度與真光層深度之間的定量關系；藻華條件下真光層深度Zeu與真光層外的葉綠素濃度曲線擬合關系式如下：

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，采用MODIS影像數據進行遙感監測。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，對遙感影像數據進行瑞利散射矯正、幾何糾正和輻射定標計算，并通過掩膜技術提取湖泊水域，除去島嶼植被的影響。