[发明专利]强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的遥感计算方法

说明书

本发明公开了一种强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的遥感计算方法，包括如下步骤：步骤S1：接收不同年份相同水文条件下的Landsat卫星遥感数据；步骤S2：遥感数据处理；步骤S3：大小潮水面以上光谱测量并进行同步表层悬浮泥沙取样，求得遥感反射率；分析光谱曲线峰值所在波段，峰值对应的波段为泥沙敏感波段，选择与反射率峰值对应的Landsat上不同传感器的波段数据，建立表层悬浮泥沙浓度和敏感波段对应的遥感反射率之间的统计回归模式；再通过精度验证计算，获得定量遥感最佳计算模式；步骤S4：将步骤S3获得的定量遥感最佳计算模式应用到步骤S2处理后的遥感数据上，得到各区域悬浮泥沙不同年份相同水文条件下的遥感数据，开展悬浮泥沙长历时变化分析。

技术领域

本发明涉及一种河口泥沙变化的计算方法，具体是强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的遥感计算方法。

背景技术

悬浮泥沙作为水体的关键环境要素，是河口港湾地貌塑造、岸滩演变的主要影响因子。近几十年来，由于流域自然变化和人类活动的影响，在多种压力下，河口悬浮泥沙已发生深刻的变化，将对河口保护与治理带来深远的影响。

强潮高浑浊河口在江海交汇、盐淡水汇合、潮汐风浪等多种因素共同作用下，河口泥沙变幅大，时空变化剧烈。对于强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的计算分析，实测历史数据少，且测量数据存在一定的偶然性，传统的大面积采样和实时观测花费巨大，所获数据只能呈离散站点，很难有效分析河口悬浮泥沙长历时的时空变化特征。遥感的优势在于频繁和持久的提供地表特征的面状信息，这对于传统的以稀疏离散点为基础的对地观测手段是一场革命性的变化。较之成本大、数据量稀缺的实测数据，利用遥感数据更有利于从面域的视角和一个较长时间尺度来计算分析强潮高浑浊河口在人类活动与自然变迁的多重压力下悬浮泥沙时空变化特征，以弥补原型观测的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用遥感较长历史档案数据，提供一种针对强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的计算方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：一种强潮高浑浊河口悬浮泥沙长历时变化的遥感计算方法，包括如下步骤：

步骤S1：接收不同年份相同水文条件下的Landsat卫星遥感数据；

步骤S2：遥感数据处理；

步骤S3：利用地物光谱仪进行大小潮水面以上光谱测量并进行同步表层悬浮泥沙取样，求得遥感反射率；分析光谱曲线峰值所在波段，峰值对应的波段为泥沙敏感波段，选择与反射率峰值对应的Landsat上不同传感器的波段数据，建立表层悬浮泥沙浓度和敏感波段对应的遥感反射率之间的统计回归模式；再通过精度验证计算，获得定量遥感最佳计算模式；

步骤S4：将步骤S3获得的定量遥感最佳计算模式应用到步骤S2处理后的遥感数据上，得到各区域悬浮泥沙长历时的变化遥感数据。

进一步的，所述步骤S1具体为：

选取Landsat卫星的遥感数据，同时，需要查找以某个验潮站为参照的相同季节、相似潮情的遥感数据。

进一步的，所述步骤S2的遥感数据处理包括几何校正、辐射定标和大气校正。

进一步的，所述步骤S2具体如下：

首先需要进行几何校正，几何校正在ENVI软件平台中完成；

选取均匀分布的地面控制点，对影像进行30m分辨率的重采样，校正均方根误差(RMSE)控制在0.5个像元以内；在几何校正基础上，对遥感影像进行辐射定标，即将传感器的数字化输出值(DN值)与对应地物的辐射亮度通过定量关系式进行转化；然后对辐射定标结果进行大气校正；采用日照差异纠正模型(ICM)对图像进行辐射定标和大气校正，其计算公式如下：

L_λ＝Gain·DN+Bias (1)