[發明專利]基于懸浮物示蹤的江水倒灌入湖遙感監測方法

有效

• 申請號: 202010877207.2
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112229771B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 江輝;劉瑤;姚莉;陳麗萍;曾晨軍
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N21/47
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓;尹妍

1.一種基于懸浮物示蹤的江水倒灌入湖遙感監測方法，其特征在于，包括：

從衛星遙感影像中提取待監測湖區水體影像，獲取衛星遙感反射率數據；

基于遙感反射率數據構建湖泊水體懸浮物濃度遙感反演模型，反演獲得每景遙感影像的湖區水體懸浮物濃度時空分布；

所述懸浮物濃度遙感反演模型為指數模型，如下所示：

其中，為懸浮物濃度；a、b為擬合系數；為輸入波段或波段組合；

建立反演模型使用的波段組合采用紅波段和綠波段均減去近紅外波段后的比值形式，如下所示：

式中，R、G、NIR分別指紅波段、綠波段、近紅外波段的遙感反射率；

基于流向湖泊水體懸浮物濃度變化構建水體懸浮物濃度突變分界線；所述水體懸浮物濃度突變分界線定義為：以前一個時刻水體懸浮物濃度的空間分布為本底，后一個時刻減去前一個時刻水體懸浮物濃度的空間分布，當懸浮物濃度變化梯度，即濃度值之差的絕對值與較大濃度值的比值大于0.9時，變化區域的濃度差值的低值線即為突變分界線；

基于水體懸浮物濃度突變分界線移向判斷此時江水是否發生倒灌。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述衛星遙感影像為獲取用于監測水環境指標的衛星數據的衛星遙感影像；為MODIS、GOCI、MERIS、Landsat、Sentinel、VIIRS、SPOT、環境衛星、高分衛星中的一種或多種組合；對水體影像進行幾何校正、輻射校正和大氣校正處理，獲取衛星遙感反射率數據。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述待監測湖區水體影像的提取方式為：計算遙感影像NDWI指數，通過閾值分割提取水體影像。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述湖泊水體懸浮物濃度遙感反演模型構建方式為：

1）對不同波段的遙感反射率與懸浮物濃度進行相關性分析，確定敏感波段；

2）結合遙感反射率數據或實測數據模擬的衛星遙感反射率數據與相應的懸浮物濃度數據，通過經驗模型法或半分析模型法，將選取的敏感波段與實測懸浮物濃度建立關系式，即所述湖泊水體懸浮物濃度遙感反演模型。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，選取645nm、859nm、555nm作為懸浮物濃度的敏感波段建立懸浮物濃度遙感反演模型。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述江水發生倒灌的判斷方式為：如果流向湖泊水體懸浮物濃度突然變大或變小，并且水體懸浮物濃度突變分界線向湖區移動，代表此時江水發生倒灌，即為江水倒灌入湖的開始時間；基于時間分辨率小于1天的序列圖像進行江水倒灌判斷。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括判別倒灌發生時間、倒灌時長、結束時間及影響范圍；突變分界線位置變化向上游湖體移動時，倒灌時間開始；當在某一時刻突變分界線靜止不動，并開始向下游移動的趨勢時，倒灌時間結束；此時的分界線至出湖口范圍即為倒灌影響范圍；倒灌時長為倒灌開始至結束時刻的時間。