[发明专利]一种内陆II类水体水色参数遥感反演的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及水体环境监测技术领域，具体涉及一种内陆II类水体水色参数遥感反演的分析方法。

背景技术

内陆水体是为人类提供生态多样化的重要自然资源，但是目前却遭遇了全球性的污染，水环境污染是众多的城市环境问题中较为突出的一个，目前，常规的地面水质监测方法是设置众多的监测站点或者采用定点自动监测设备定时获取监测点的水质参数数据，以站点监测的结果数据评价监测面水体的水质情况、指导面水体监测与治理，这种方法虽然对于单点水样的精度较高，但是却存在费时费力效率较低的问题，而且局部的点并不一定具有代表性。虽然传统的水质监测方法在目前在水环境监测中发挥着不可替代的作用，但难以满足动态、快速、宏观的水质监测要求，遥感技术的出现为水体水质监测提供了新的机遇，目前遥感技术已经成功应用于海洋、内陆湖泊、江河的水质水质监测，而且在某些重点区域已经实现了动态监测。

目前常规的水质参数遥感监测多以经验、半经验的方法为主，虽然在水质监测中可以获取较高的精度，但是这些方法是建立在数学统计的基础上，并不具有明确的物理意义，基于辐射传输理论的分析方法由于有明确的物理意义和理论支撑，在水质遥感监测中将得到更广泛的应用，尤其是对于内陆II类水体的算法还较少。

发明内容

本发明针对内陆II类水体的特点，提出了一种针对II类水体固有光学量的反演方法，基于此实现了水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度一体化反演算法，适用于内陆II类水体的定量遥感理论和方法研究；本发明从水体固有光学量角度出发，利用地面实测光谱和高光谱数据，实现水体固有光学量的反演，基于水体固有光学量和地面采样点水体浓度数据实现水体两项水色参数叶绿素a和悬浮物浓度的一体化反演。

为了实现上述目的，本发明的内陆II类水体水色参数遥感反演的分析方法采用以下步骤进行：

(1)实测光谱数据的预处理和高光谱遥感数据的预处理；

(2)利用改进的QAA方法实现水体固有光学量的反演，反演结果包括总吸收系数a、浮游植物吸收系数a_ph、黄色物质和碎屑吸收系数a_dg三部分，其中，a＝a_w+a_ph+a_dg，a_w为纯水吸收系数；

(3)以地面实测光谱反演获取的浮游植物的吸收系数a_ph和叶绿素a浓度数据建立叶绿素a浓度反演模型，以地面实测光谱反演获取的剔除纯水的总吸收a_t-w与悬浮物浓度数据建立悬浮物反演模型；

(4)将叶绿素a和悬浮物两种水色参数定量反演模型应用到高光谱数据，反演获取研究监测区域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布图，制图输出。

本发明优点为利用该方法可以实现基于光谱数据的水体叶绿素a和悬浮物的定量反演，而且反演浓度结果精度高，方法具有区域普遍适用性的特点。

附图说明

图1内陆II类水体水色参数遥感反演方法流程；

图2改进QAA方法的流程；

图3水色参数(叶绿素a)浓度反演制图输出结果。

具体实施方式

为实现本发明，下面结合附图说明具体实施步骤如下：

(1)数据预处理，数据预处理包括实测光谱数据的预处理和高光谱遥感数据的预处理。实测光谱数据预处理，通过测得的观测方向水体的总辐射L_sw和天空光漫散射L_sky来计算获取离水辐射L_w，其中L_w＝L_sw-rL_sky，r是气水界面反射率，在平静的水面r＝0.022；高光谱数据预处理包括格式转换、辐射校正、几何校正、大气校正以及水体提取。经过数据预处理，获得实测光谱的遥感反射率数据和高光谱数据的遥感反射率数据。