[發明專利]基于遙感的內陸湖庫藍藻水華強度評價方法和裝置

有效

• 申請號: 202011125934.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112232234B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 趙煥;賈興;王晨;趙乾;吳傳慶;王雪蕾;朱利;殷守敬;周亞明;楊紅艷;馮愛萍;孟斌;王慶濤
• 申請（專利權）人: 生態環境部衛星環境應用中心
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/62
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 劉守憲;李善學

本發明公開了一種基于遙感的內陸湖庫藍藻水華強度評價方法和裝置，屬于水體污染監測領域。本發明通過遙感影像獲取藍藻水華的分布范圍和藍藻水華面積，并綜合藍藻水華面積占比、藍藻水華暴發對于城鎮的影響情況以及藍藻水華暴發對于飲用水水源地取水口的影響情況對藍藻水華強度進行評價，凸顯了藍藻水華暴發程度以及藍藻水華暴發時對湖庫周邊人類活動區域與供水水源地取水口的影響的問題，為湖庫水環境管理提供了科學的依據。

技術領域

本發明涉及水體污染監測領域，特別是指一種基于遙感的內陸湖庫藍藻水華強度評價方法和裝置。

背景技術

隨著我國社會主義進程的發展與現代化、工業化進程的推進，目前我國的內陸湖庫的污染問題越來越嚴重，富營養化問題日益凸顯。藍藻水華作為嚴重富營養化最明顯的一個表征，在我國內陸湖庫中普遍存在，藍藻水華致使湖庫水體變臭，影響湖庫生態景觀。此外，藍藻水華產生的藻毒素通過食物鏈進入到生物和人體當中，還會威脅人類健康。

傳統的地面藍藻水華監測主要是實地進行水樣的采集，帶回實驗室通過顯微鏡對水樣中藻類的個數和形態進行觀測和識別。受限于采樣方式，該種方法對于小型湖庫較為適用，對于大面積湖庫較難普及使用。同時由于檢測人員水平參差不齊，導致鏡檢法時所統計藻密度數量存在一定誤差。遙感則具有大范圍、快速、連續、可視、客觀等特點，利用遙感技術對于大型內陸湖庫藍藻水華進行識別，可以較好的反映藍藻水華的空間分布范圍以及時空動態變化等。

現有技術中利用遙感對藍藻水華的研究都是從遙感或地面的角度嘗試分析評價湖庫內藍藻水華強度評價，但是都未評價藍藻水華對于湖庫周邊人類活動區域的影響，也未凸顯藍藻水華暴發時對于供水水源地取水口的威脅。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于遙感的內陸湖庫藍藻水華強度評價方法和裝置，本發明凸顯了藍藻水華暴發程度以及藍藻水華暴發時對湖庫周邊人類活動區域與供水水源地取水口的影響的問題，為湖庫水環境管理提供了科學的依據。

本發明提供技術方案如下：

一種基于遙感的內陸湖庫藍藻水華強度評價方法，包括：

S1：獲取覆蓋湖庫區域的遙感影像；

S2：對所述遙感影像進行預處理，得到遙感反射率影像，所述預處理包括幾何校正、空間裁剪、輻射定標、表觀反射率計算和大氣校正；

S3：從所述遙感反射率影像上獲取湖庫區域的遙感反射率影像；

S4：采用歸一化植被指數法，提取湖庫區域的遙感反射率影像的歸一化植被指數NDVI，得到歸一化植被指數分布圖，所述歸一化植被指數通過如下公式得到：

其中NDVI為歸一化植被指數，ρ_Red、ρ_NIR分別是紅波段、近紅外波段的遙感反射率；

S5：將歸一化植被指數分布圖的每個像元值與設定的閾值進行比較，若比較通過，則標記該像元為藍藻水華像元；

S6：根據標記的所有藍藻水華像元以及遙感影像的空間分辨率計算得到藍藻水華的分布范圍和藍藻水華面積；

S7：根據藍藻水華面積以及湖庫區域的面積計算藍藻水華面積占比，并根據所述藍藻水華面積占比設置藍藻水華面積指數；

S8：獲取城鎮土地利用類型分布圖，并根據藍藻水華的分布范圍與周邊城鎮的距離、人類目視距離、藍藻水華氣味散逸漂浮距離和/或周邊城鎮的人類活動范圍設置藍藻水華對城鎮影響指數；

S9：獲取湖庫區域內飲用水源地取水口分布位置，并根據藍藻水華的分布范圍與飲用水源地取水口的距離設置藍藻水華對水源地影響指數；