[发明专利]MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法

权利要求书

1.MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法，其特征在于所述MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法按照以下步骤进行：

步骤一、通过连续三年实地采集湖泊水体样品，测定叶绿素a、总磷和透明度水质参数的浓度，根据修订的卡尔森富营养化指数公式，计算湖泊水体样品富营养化指数TSI值，并进行湖泊富营养状况评价，将湖泊富营养化划分三个等级:TSI30,贫营养状态等级；30TSI50,中营养等级；50TSI100,富营养等级；

步骤二、结合连续三年的内陆湖泊水体星地同步数据，将MSI Level1C遥感影像经过重采样和大气校正预处理，提取湖泊水体采样点对应的遥感反射率，得到的第一波段至第六波段的遥感反射率值依次记为rhown1至rhown6；

步骤三、计算rhown1和rhown4、rhown4和rhown5的比值，将三分之二的数据用于构建湖泊富营养指数TSI反演模型；

步骤四、步骤三中剩余三分之一的数据用于湖泊富营养指数TSI反演模型的精度验证；

步骤五、将步骤三所构建的湖泊富营养指数TSI反演模型作用于中国典型内陆湖泊的MSI遥感影像上，得到典型湖泊对应富营养指数的时空分布；

步骤三中所述富营养指数TSI反演模型如下：

y＝-34.04×x₁-1.114×x₂+97.376，R²＝0.80                           (5)

其中y为富营养指数TSI，x₁为rhown4和rhown5的比值，x₂为rhown1和rhown4的比值。

步骤四中所述精度验证的表达式如下：

其中，RMSE是均方根误差，MAPE是平均绝对百分比误差，N是样本数，y_i是测量值，y_i'是估算值。

2.根据权利要求1所述MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法，其特征在于步骤一中计算富营养化指数TSI采用的是修订的卡尔森富营养化指数公式，其计算公式表达为：

TSI＝0.54×TSI_M(Chla)+0.297×TSI_M(SDD)+0.163×TSI_M(TP)                 (4)

式中，Chl-a、TP和SDD分别为叶绿素a、总磷和透明度，叶绿素a的单位：μg L^-1，总磷的单位：mg L^-1，透明度的单位：m；TSI_M(Chl-a)、TSI_M(SDD)和TSI_M(TP)分别表示叶绿素a、总磷和透明度相对应的TSI值。

3.根据权利要求1所述MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法，其特征在于步骤二中所述重采样预处理是基于EAS的SNAP7.0.0软件平台，将MSI Level1C影像数据重采样至10m。

4.根据权利要求1所述MSI的湖泊富营养指数遥感估算方法，其特征在于步骤二中大气校正采用的是EAS开发的CR2CC-nets算法，可在SNAP7.0.0软件平台实现，在该算法中，所需盐度、温度和海拔高度参数为实地采样湖泊水体测定的盐度值、水温值和海拔高度值；臭氧层厚度为默认值330DU；气压为默认值1000Pa；总悬浮物bpart因子默认值为1.72，bwit因子默认值为3.1；叶绿素指数CHLexp因子默认值为1.04，CHLfak因子默认值为21.0；tosa神经网络训练数据集阈值默认值为0.05；大气校正反射率神经网络训练数据集阈值默认值为0.1；云量检测下行透射比默认值为0.955。