[发明专利]一种养殖水体藻类浓度检测方法

说明书

本发明公开了一种可以实时检测养殖水体藻类浓度的检测方法，该方法利用光谱传感器采集养殖水体光谱参数，再利用反演模型快速得到整个养殖场水体的藻类浓度，检测速度快，帮助养殖人员及时发现水体的水质问题。并且本发明将养殖水体分为藻类主导型水体、混合型水体和无机悬浮物主导型水体，并分别对三种水体提供了三种不同的三波段反演模型，将水体藻类浓度的检测误差从未分类时的38.72％降到了10.50％(藻类主导型)、25.01％(混合型)和18.25％(无机悬浮物主导型)。

技术领域

本发明涉及水质检测领域，尤其涉及一种用于检测养殖水体藻类浓度的检测方法。

背景技术

养殖区域的水质对养殖水产品来说是非常重要的，我国一直有“养鱼需先养水”的说法，而藻类浓度是水质优劣最重要的参数之一。由于藻类繁殖是细胞分裂方式，能够在短时间内爆发，严重影响养殖水体水质，因此高频率的实时监测藻类浓度变得尤为重要。

现有针对水体藻类浓度快速检测有三种方式：一是通过采水样实验的方式；二是通过荧光传感器放入水中测量得到；三是通过光谱传感器进行模型估算反演得到。前两种方法得到的是单个采样点的点状数据，后者得到的是一个区域的面状的藻类浓度分布数据。采用光谱传感器模型反演的方式更适用于在水产养殖过程中快速得到整个养殖场水体的藻类浓度。然而光谱反演方法和技术主要集中于利用卫星遥感对湖泊河流等进行大尺度的估算，由于大尺度的方法和模型无法适用于小尺度的水产养殖，而且湖泊水质与养殖塘口水质有本质区别，反演模型必须基于实测数据建立优化。因此需要建立一种针对于水产养殖水体的藻类浓度实时检测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于检测养殖水体藻类浓度的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种养殖水体藻类浓度检测方法，该方法利用光谱反演的方式快速检测水体藻类浓度。为了提高反演的精度，本发明将养殖水体进行了分类，并且对每一类水体各提供了一种反演模型。具体包括如下步骤：

步骤(1)：对待检测养殖水体所在地区的多处水体进行采样，采样数据包括多光谱数据和叶绿素a的浓度。

步骤(2)：建立叶绿素a浓度的反演模型

Chla＝u×[R^-1(λ₁)-R^-1(λ₂)]×R(λ₃)+v

其中Chla为叶绿素a的浓度；

λ₁、λ₂和λ₃为三波段光波的波长；

λ₁对应光谱第一波段的波长，λ₁的取值范围是660nm-690nm，第一波段是藻类中叶绿素a色素吸收最强的波段，在光谱曲线中表现为波谷；

λ₂对应光谱第二波段的波长，λ₂取值700nm，叶绿素a对第二波段光的吸收远小于其对第一波段光的吸收，悬浮物、黄色物质的吸收在一二波段近似，所以R^-1(λ₁)-R^-1(λ₂)组合后只受藻类吸收和悬浮物后向散射影响

λ₃对应光谱第三波段的波长，λ₃取值范围是720-800nm；所有物质对第三波段光的吸收都接近于0，而悬浮物的后向散射在波段2和波段3处近似相等，通过三个波段的组合最大程度的减少了水体其他物质对藻类在光谱响应上的影响；

u、v为修正系数。