[發明專利]一種近海岸海洋赤潮識別方法

在審

• 申請號: 202110368585.2
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113092383A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 陳恒;隨云慧;包穎;七珂珂;聶倩;陳立波;張文峰
• 申請（專利權）人: 寧波市測繪和遙感技術研究院;寧波市阿拉圖數字科技有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/31;G01N21/3577;G01N21/359;G01N21/55
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 陳洪娜;方寧

本發明涉及一種近海岸海洋赤潮識別方法，S1、獲取同一片海域水體的衛星遙感影像和實測高光譜數據；S2、得到位于海域內的每個像素點在預設波段內的各波長反射率；S3、根據實測高光譜數據確定出三個波長；S4、獲取每個像素點對應S3中的三個波長的反射率；S5、構建赤潮識別指數計算公式，并計算衛星遙感影像上海域水體內每個像素點的赤潮識別指數；S6、當某個像素點的海洋赤潮識別指數在預設范圍內時則該像素點的水體為赤潮水體；反之則該像素點的水體為非赤潮水體；S7、按照S6中的方法對每個像素點進行赤潮判斷。該方法綜合考慮了赤潮水體的光譜特征，并通過計算赤潮識別指數和閾值分割可以簡便、高效、準確的提取赤潮。

技術領域

本發明涉及衛星遙感影像處理領域，特別涉及一種近海岸海洋赤潮識別方法。

背景技術

赤潮是在特殊環境條件下產生的水體變色的有害生態現象，通常由海洋里的浮游植物、原生動物、細菌暴發性增殖或高度聚集而引起。赤潮發生時，海洋生物的大量死亡給海洋水產養殖業、濱海旅游業等造成巨大經濟損失，同時對海洋生態環境造成極大破壞。傳統的監測方法如船舶監測和浮標監測無法觀察赤潮在空間上的發生情況，且成本非常高，經濟效益低下。而遙感衛星能夠從更宏觀地角度監測赤潮時空變化過程，已經成為目前赤潮空間監測的最佳選擇。因此，研究先進的赤潮遙感監測方法對于有效監測赤潮災害，保護海洋生態環境具有重要的意義。

目前有論文公開了一種基于植被指數的航空高光譜赤潮檢測方法，其中根據兩類地物差異的顯著性度量以確定出組合波段，但該方法中需要計算所有組合波段下的植被指數，才能確定出最佳組合波段，其中在計算時選取組合波段個數較少時易出現赤潮檢測精度較低的情況，但組合波段個數較多時則出現計算復雜的問題，因此上述方法并不適用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種簡單方便且識別準確度高的近海岸海洋赤潮識別方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種近海岸海洋赤潮識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、獲取同一片海域內水體的衛星遙感影像和實測高光譜數據；

S2、對衛星遙感影像進行預處理，得到衛星遙感影像中位于海域內的每個像素點在預設波段內的各波長反射率；

S3、將S1中的實測高光譜數據繪制成光譜反射率曲線，并判斷出光譜反射率曲線中明顯突變的三個波長，然后，結合衛星遙感影像中波段設置的先驗知識確定出第一波長λ₁、第二波長λ₂和第三波長λ₃，λ₂＜λ₁＜λ₃；

S4、在S2中獲取衛星遙感影像中位于海域內每個像素點的第一波長λ₁的反射率Rrs(λ₁)、第二波長λ₂的反射率Rrs(λ₂)和第三波長λ₃的反射率Rrs(λ₃)；

S5、構建赤潮識別指數RTI計算公式，并根據以下公式計算衛星遙感影像中位于海域內的每個像素點的赤潮識別指數RTI：

RTI＝[Rrs(λ₁)^-1-Rrs(λ₂)^-1]/[Rrs(λ₃)^-1-Rrs(λ₁)^-1]；

S6、在衛星遙感影像中位于海域內任意選擇一個像素點，判斷該像素點的赤潮識別指數RTI是否在預設范圍內，如是，則該像素點的水體為赤潮水體；如否，則該像素點的水體為非赤潮水體；

S7、按照S6中的方法對衛星遙感影像中位于海域內的每個像素點的赤潮識別指數RTI進行判斷。