[发明专利]一种基于无人机遥感的水质要素反演方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机遥感的水质要素反演方法，属于水质监测技术领域，首先确定目标区域，确定目标要素，并在目标区域分布采样点；采用无人机搭载多光谱相机，在目标区域上空对采样点进行拍摄，得到对应的图像；将对应的图像进行软件分析得到光谱特征数据，利用数据计算得到该采样点处对应的光谱参数；通过相关性分析得出与水质中各目标要素相关性最高的光谱参数；确定水质中各目标要素反演模型；将与目标要素相关性最高的光谱参数输入到该目标要素反演模型中，输出值即为该目标要素浓度含量，本发明将无人机遥感与水质监测相结合，整个水质要素的反演过程中涉及到的设备包括无人机和光谱相机，检测过程更为简便，操作简单，准确率高。

技术领域

本发明属于水质监测技术领域，具体是涉及一种基于无人机遥感的水质要素反演方 法。

背景技术

目前，受人类活动影响，水资源污染越来越严重，近半数水资源受到严重污染。当下城市环境中水污染的防治是生态环境治理的重中之重，在过去的几十年里，因为对于 基本生活需求的保障以及对于经济发展速度的过分追求，导致了我国整体生态环境遭到 破坏，尤其是整体水环境遭到了不断的恶化。目前我国水质监测主要依靠人工监测，人 工监测通过实地采样，采样后送至检测，周期很长且需要消耗大量人力物力。

无人驾驶飞机简称无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)，是一种有动力、可控制， 能携带多种设备，执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。无人机与遥感技术的结合，即无人机遥感，是结合无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、 通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术的综合技术，具有低成本、低损耗、可重 复使用且风险小等诸多优势。无人机遥感的高时效、高分辨率等性能，是传统卫星遥感 所无法比拟的，越来越受到研究者和生产者的青睐，大大扩大了遥感的应用范围和用户 群。

从上世纪末开始，遥感技术就已经积极的应用在了水质检测方面。与此同时，近几年无人机技术得到了迅猛的发展，无人机相对来说较为灵活，容易控制，且具有较高的 空间分辨率，可以通过不同高度的拍摄，监测各种类型、各种大小的研究区域状况，因 此，无人机遥感在环境监测以及农业方面已经有了广泛的应用。但是水质反演需要的是 水面受到阳光照射得到的光谱反射率，需要较多的光谱波段信息，是一般传感器不能满 足的，需要专门的多光谱传感器获取资料。但是现有技术中利用无人机遥感技术进行水 质监测时，往往过于依赖卫星数据，无法获取即时的数据，导致水质监测不够准确。

如何得到基于遥感技术的适用于水质监测的方法具有重要的研究意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，现有技术中水质监测主要依靠人工监 测，人工监测通过实地采样，采样后送至检测，周期很长且需要消耗大量人力物力；现有技术中利用无人机遥感技术进行水质监测时，往往过于依赖卫星数据，无法获取即时 的数据，导致水质监测不够准确。本发明提供一种基于无人机遥感的水质要素反演方法， 将无人机遥感与水质监测相结合，检测过程更为简便，操作简单；水质监测智能高效， 准确率高；应用更为广泛。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于无人机遥感的水质要素反演方法，该方法包括以下步骤：

S1，确定目标区域，确定目标区域水样对应的目标要素，并在目标区域分布采样点， 设置采样点位置坐标；

S2，采用无人机搭载多光谱相机，在目标区域上空对采样点进行拍摄，得到该采样点处对应的图像；

S3，将所述采样点处对应的图像进行软件分析，得到光谱特征数据，利用该光谱特征数据计算得到该采样点处对应的一组光谱参数Vi(i＝1，2，3...n)，n为正整数；

S4，通过相关性分析得出与水质中各目标要素相关性最高的光谱参数；

S5，确定水质中各目标要素反演模型；