[發明專利]一種適用于鹽湖水體礦化度的高分辨率遙感定量估算方法

在審

• 申請號: 201811184489.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109406405A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王俊虎;郝偉林
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/31;G01N21/3577;G01N21/359
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

1.一種適用于鹽湖水體礦化度的高分辨率遙感定量估算方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、高分辨率衛星遙感數據源的獲取：選取覆蓋某一鹽湖水域數據采集質量高的WVⅡ高分辨率衛星遙感數據；

步驟二、WVⅡ衛星遙感數據預處理：對步驟一中獲取的鹽湖水域WVⅡ高分辨率衛星遙感數據進行影像鑲嵌和彩色合成，獲取預處理后的遙感影像；

步驟三、基于WVⅡ高分辨率衛星遙感數據實現鹽湖水域水際線提取：對步驟二中預處理后的WVⅡ高分辨率衛星遙感數據進行鹽湖水域水際線信息提取，獲取精確的鹽湖水域輪廓線；

步驟四、鹽湖水域WVⅡ高分辨率遙感影像不同亮度值點位選取：依據步驟三獲取的鹽湖水域WVⅡ高分辨率遙感影像的輻射亮度值大小，選取一條亮度值由高到低的剖面，在剖面上均勻選取代表WVⅡ高分辨率遙感影像不同亮度值的多個點；

步驟五、鹽湖水域WVⅡ高分辨率遙感影像不同點位光譜信息提取：對步驟四中選取的WVⅡ高分辨率遙感影像中多個點的光譜曲線進行特征分析，在高分辨率數據可見光波段域選擇影像亮度值最大、譜形變化最大的波段x，在近紅外波段域選擇影像亮度值最小、譜形變化最小的波段y；

步驟六、構建基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度遙感指數SIWVⅡ：將步驟五中獲取的WVⅡ高分辨率遙感影像亮度值最大、譜形變化最大的波段x，與亮度值最小、譜形變化最小的波段y的比值作為反演湖水礦化度信息的指數，其表達式為：

SIWVⅡ＝WVⅡ(band x)/WVⅡ(band y) (式1)

該礦化度指數SIWVⅡ是用WVⅡ(band x)與WVⅡ(band y)波段比值來定義，其取值范圍大于零；

步驟七、構建基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度三維指數：為了充分反映WVⅡ遙感影像不同波段對湖水礦化度的光譜特征，依據步驟六中的礦化度指數的定義，將礦化度指數維度進行推廣，可得到鹽湖水體的WVⅡ高分辨率遙感影像三維礦化度指數，即WVⅡ(band x1)/WVⅡ(band y1)、WVⅡ(band x2)/WVⅡ(band y2)、WVⅡ(band x3)/WVⅡ(band y3)；該三維礦化度指數提供了較步驟六中的一維礦化度指數更豐富的信息，為鹽湖礦化度含量的定性估算奠定了良好基礎；

步驟八、基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度信息提取：基于鹽湖水體遙感信息提取方法對步驟七中構建的湖水礦化度WVⅡ遙感三維指數進行信息分離，得到WVⅡ遙感數據3個組分的遙感影像(PC1、PC2、PC3)；結合鹽湖湖水水深等值線圖，驗證第一主成分影像(PC1)亮度值的高低定性反映了湖水礦化度含量的高低信息，而非湖水的深度信息；

步驟九、基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度定性估算：對步驟八中獲取的反映鹽湖水體礦化度信息的第一主成分影像(PC1)，按照一定量值間隔進行密度分割，對分割后亮度值由小到大的每個量級分別賦以由淺到深的顏色，鹽湖WVⅡ遙感影像顏色的深淺代表了鹽湖水體礦化度的高低，即為該鹽湖水體礦化度定性估測圖；

步驟十、鹽湖水樣采集和礦化度測定：均勻采集該鹽湖不同方位水域的若干個個湖水樣品，并記錄每個取樣點的經緯度坐標，經室內化學分析測定獲得水樣礦化度值；

步驟十一、基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度定量反演模型構建：選取三分之二的水樣礦化度值及對應坐標點位的WVⅡ-PC1影像亮度值作為統計樣本，基于統計分析方法，構建以WVⅡ-PC1影像亮度值為自變量，水體礦化度真實值為因變量的定量反演模型，模型模擬結果決定系數值(R)較高，絕對值估計誤差較小；

步驟十二、基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度定量反演模型精度評價：以剩余三分之一水樣樣本采集點位對應的WVⅡ-PC1影像亮度值為自變量，代入步驟十一所得的定量反演模型，得到每一個水樣樣本的礦化度定量反演值，通過對每一個樣本的礦化度定量反演值與化學分析值統計分析得出：基于WVⅡ高分辨率遙感影像的鹽湖水體礦化度定量反演模型平均反演精度高于95％，為有效反演模型。

2.根據權利要求1所述的一種適用于鹽湖水體礦化度的高分辨率遙感定量估算方法，其特征在于：所述步驟一中，采集質量高是指高分辨率衛星遙感數據的采集時間為正午時間，且天空無云；高分辨率衛星遙感數據是指美國DigitalGlobe公司發射，多光譜波段空間分辨率為1.8米、經輻射和幾何校正的WorldView-Ⅱ衛星遙感數據。