[发明专利]一种利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法

权利要求书

1.一种利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：包括步骤：

步骤一、通过其上安装有多光谱传感器的无人机进行河流多光谱数据获取；

步骤二、根据步骤一中获取的河流多光谱数据进行数据处理并进行影像拼接得到数字正射影像；

步骤三、使用遥感图像处理软件，对拼接后得到的数字正射影像进行标准假彩色合成；

步骤四、使用监督图像分类方法提取水体范围；

步骤五、基于黑臭水体光谱特征，构建黑臭水体光谱指数模型，并使用黑臭水体光谱指数模型对水体区域进行处理分级。

2.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：步骤一包括：

(a)在飞行前，手持无人机，对标准参考板拍照获取到标准参考板影像；

(b)无人机飞行航线及飞行参数设计：所述无人机飞行航线采用双航线法，航线平行于河流中心线分别设置前进与返回航线，航线宽度的设置满足图像重叠度的要求；飞行高度为20～100m；选择风速小于2m/s，能见度6km以上的晴天，飞行速度为8～10m/s；

(c)根据多光谱传感器中的传感器参数计算在指定飞行高度下的地面图像的分辨率。

3.根据权利要求2所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：所述航线宽度的设置满足图像重叠度的要求具体为：航线宽度的设置满足图像重叠度75％的要求，即相邻2张航片之间有75％的重合区域。

4.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：步骤二中，使用标准参考板影像进行光谱校正；对无人机获取的多光谱数据进行拼接处理，处理过程中首先进行自动空三加密后，生成数字表面模型，最终输出数字正射影像。

5.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：步骤三中，对拼接后的无人机多光谱数据进行标准假彩色合成，将近红外波段对应红色，红光波段对应于绿色，绿光波段对应于蓝色得到的假彩色合成图像，用于后续信息处理工作的底图。

6.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：步骤四中，使用遥感图像处理软件，支持向量机方法对多光谱影像进行有监分类，采用Radial Basis Function构造分类器，模型参数r为0.083，惩罚系数C＝100；对分类后的多光谱影像与对应的实际地物类型进行精度比较，以百分比的形式表示；水体分类精度要求设置为90％，若未达到，则调整训练区，重新分类；

对分类后的水体影像进行3*3窗口的聚合操作，再进行同样窗口大小的筛选操作，去除孤立像元和太小面积的类别；之后，把水体的栅格影像转换为shp文件格式，形成精细化的水体边界。

7.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：步骤五中，结合地面河流水质测定指标，按一般水体N1、轻度黑臭N2和重度黑臭N3三个类型分级后，获得河道内黑臭水体的空间分布情况。

8.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：还包括步骤六，在无人机飞行同时，同步开展地面采样与人工判别验证，每个采样验证点通过仪器测量水体的四项生化指标，有一项超标时，判别为该类型水体；地面采样点每间隔400m设置一个。

9.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：所述无人机为大疆六旋翼无人机-经纬MATRICE 600PRO，所述多光谱传感器为MicasenseRededge；

在飞行前，将Micasense Rededge传感器设置为自动获取数据，采样频率1Hz，获取到的是5个波段的多光谱数据，每个数据格式为TIFF；最终获取到的多光谱数据为16-bit TIFF文件，每次相机触发可采集5张不同波段照片，每张大小1280×960像素。

10.根据权利要求1所述的利用无人机获取城市黑臭河流水质参数的方法，其特征在于：所述无人机的飞行高度设置为50m。