[发明专利]基于P-FUI水色指数的富营养化湖泊蓝藻水华遥感监测方法

权利要求书

1.一种基于P-FUI水色指数的富营养化湖泊蓝藻水华遥感监测方法，其特征在于，包括：

1)依据遥感卫星数据波段设置特征，选取区分度效果最好的3个波段；

所述区分度效果最好的3个波段的选取方式为：依据遥感卫星数据波段设置特征，分析不同的波段组合形成的假彩色图，选取最终藻华呈现对比明显的绿色，区分于湖水的深蓝色、云的白色和高浑浊水体的混黄色的假彩色图，其对应的3个波段即为所述区分度效果最好的3个波段；

对各传感器选取的参考波段分别为：Landsat-8：2200–865–483nm；Sentinel-2：2190–865–490nm；Sentinel-3：1020–865–620nm；GF-1：676–557–506nm；MODIS：2130–859–645nm；

2)将筛选出的3个波段遥感反射率R_rs按照中心波长由长到短的顺序，分别赋值给色度系统的RGB三原色，形成假彩色图像；

3)基于假彩色图像中的三原色RGB计算对应的CIE色度系统的色度坐标(x,y)和色度角α，从而确定蓝藻水华对应的水色指数值，即P-FUI水色指数，如下：

基于假彩色图像中的三原色RGB计算三刺激值X、Y、Z；

X＝2.7689R+1.7517G+1.1302B

Y＝1.0000R+4.5907G+0.0601B

Z＝0.0000R+0.0565G+5.5934B

将X、Y、Z值进行归一化计算，得到色度坐标(x,y)，基于色度坐标(x,y)计算得到色度角α：

a＝ARCTAN2(x-0.3333,y-0.3333)；

4)基于P-FUI水色指数数值、亮度范围及色度角范围确定蓝藻水华遥感监测标准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，对获取的遥感卫星影像进行几何纠正和辐射定标计算；几何纠正采用Geographic Lat/Lon投影，结合1B数据中的经纬度信息进行校正；并在ERDAS中利用湖泊矢量边界，通过掩膜技术提取湖泊水域，除去岛屿植被的影响；使用FLAASH对其做大气精确校正，获取每个像元的R_rs信息；基于处理后的影像选取波段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中，蓝藻水华遥感监测方式步骤如下：

4a)根据目视结果在原始影像上选取代表性样本点ROI；

4b)计算高强度及低强度藻华ROI的P-FUI水色指数，确定各自亮度、色度角、及P-FUI的分布范围；

4c)计算全湖P-FUI水色指数，对照目视解译的结果及4b)中确定的分布范围确定高强度藻华和低强度藻华的结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在步骤4a)中，代表性样本点ROI的选取标准为：颜色鲜亮、饱和度高为高强度藻华；颜色偏向于水体，饱和度低，且亮度偏暗为低强度藻华。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，还包括基于遥感数据计算全湖P-FUI水色指数，步骤如下：

a)获取遥感影像，进行影像预处理；

b)基于遥感影像获取R_rs数据，逐像元计算色度坐标(x,y)及色度角α；

c)逐像元获取每个像元的P-FUI；

根据前述流程，获取全湖的P-FUI的空间分布情况。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，遥感影像的预处理包括：对获取的影像进行几何纠正和辐射定标计算；几何纠正采用Geographic Lat/Lon投影，结合1B数据中的经纬度信息进行校正；并在ERDAS中利用湖泊矢量边界，通过掩膜技术提取湖泊水域，除去岛屿植被的影响；使用FLAASH对其做大气精确校正，获取每个像元的R_rs信息。