[发明专利]一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法

权利要求书

1.一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1.1、高分遥感卫星采集全球的遥感影像数据并传输到地面站，影像获取模块从所述地面站获取待监测河道位于n个波段内的若干幅高分遥感影像a，且位于同一波段内的高分遥感影像a均可拼合成一幅完整的待监测河道的影像，n0，且n为自然数；

1.2、地图调取模块从网络上调取待监测河道所在区域的数字地形图；

1.3、预处理模块对高分遥感影像a进行预处理，包括如下步骤：

1.3.1、几何校正与灰度重采样

几何校正模块在数字地形图上沿待监测河道的长度方向标记出m个在监测时间内位置固定不变的控制点，且在高分遥感影像a上标记出与所述控制点对应的映射点；分别在所述数字地形图上与所述高分遥感影像a上各建立一个二维笛卡儿坐标系，并以数字地形图上所述控制点的坐标和高分遥感影像a所述映射点的坐标建立多项式校正函数；然后以所述多项式校正函数对高分遥感影像a的像元逐个进行几何校正，在几何校正的同时采用双线性内插法对高分遥感影像a进行灰度重采样，则高分遥感影像a经过几何校正与灰度重采样后变为高分遥感影像b，m20，且m为自然数；

1.3.2、高分遥感影像b拼接镶嵌

遥感影像拼接镶嵌模块将位于同一波段的若干幅高分遥感影像b依次通过移位匹配法、直方图匹配法、基于接缝线的影像镶嵌方法拼接镶嵌出一幅可显示完整的待监测河道的影像的高分遥感影像c；则每个波段各得到一幅高分遥感影像c；

1.3.3、直方图修正模块采用直方图修正法对各遥感影像c进行拉伸，以增强遥感影像c的清晰度；

1.4、控制器自动识别：

1.4.1、在数字地形图上沿待监测河道的长度方向均匀挑选k个参考位置点和s个监控点，k20，s0，且k和s均为自然数；

1.4.2、实地采集各参考位置点的若干种水质参数的实际质量浓度；

1.4.3、控制器提取各参考位置点在各高分遥感影像c上对应位置处的反射率；

1.4.4、控制器将各参考位置点的实际质量浓度与各参考位置点在各高分遥感影像c上的反射率作线性、指数、对数、多项式、乘幂的回归分析并得到对应的回归方程，然后基于离散程度最小的回归方程建立关于参考位置点的实际质量浓度和各参考位置在各高分遥感影像c上对应位置处的反射率之间的关系函数；

1.4.5、控制器计算监控点在n个高分遥感影像c上的反射率，依据所述关系函数，计算出监控点处的水质参数的质量浓度，并以颜色深浅对应浓度高低在高分遥感影像c上进行标识，便得到待监测河道内监控点的水质参数的质量浓度的空间分布图；

1.5、人工识别

实时查看所述空间分布图，得出待监测河道的水质状况的实时监测结论；对各个时间段的河道水质参数的空间分布图进行对比分析，得出待监测河道的水质状况动态监测结论。

2.如权利要求1所述的一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法，其特征在于：所述n个波段分别为蓝波段、绿波段、红波段和近红外波段。

3.如权利要求2所述的一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法，其特征在于：所述控制点包括道路交叉点、桥梁和/或河流拐点。

4.如权利要求3所述的一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法，其特征在于：所述水质参数包括叶绿素、悬浮物、总磷、总氮和/或总有机碳。

5.如权利要求4所述的一种基于高分遥感卫星的河道水质监测方法，其特征在于：通过移位匹配法、直方图匹配法、基于接缝线的影像镶嵌方法拼接镶嵌出一幅可显示完整的待监测河道的影像的高分遥感影像c的具体过程如下：将一幅高分遥感影像b向相邻的另一幅高分遥感影像b移动，使得两幅高分遥感影像b的相对位置不断变化，当两幅高分遥感影像b的重叠部分完全重合时，则两幅高分遥感影像b匹配完成；然后采用直方图匹配法将两幅高分遥感影像b的色调调整到一致；接着以不与高分遥感影像b上河道的影像交叉的原则挑选出两幅高分遥感影像b的接缝线，两幅高分遥感影像b沿着接缝线拼接，并将接缝线进行羽化处理；最后，把位于同一波段内的高分遥感影像b镶嵌成一幅可显示完整待监测河道的高分遥感影像c。