[发明专利]一种湖泊蓝藻水华面积提取方法

权利要求书

1.一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据蓝藻水华监测时间和地理位置，选择光学遥感影像数据，并对遥感影像数据进行数据的预处理；

步骤2，计算研究区域NDVI和FAI；

步骤3，根据坡度与统计分析的方法确定NDVI阈值，获得基于NDVI的研究区域蓝藻水华面积和空间分布；

步骤4，根据FAI-L法确定FAI阈值，获得基于FAI的研究区域蓝藻水华面积和空间分布；

步骤5，对分别采用NDVI与FAI提取蓝藻水华结果进行对比分析，认为两种方法提取的蓝藻水华重叠部分是真实蓝藻水华区域，从而获得研究区蓝藻水华面积和空间分布。

2.根据权利要求1所述的一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤6，根据蓝藻水华监测时间和研究区域特点，选择合适的光学遥感影像数据，例如Landsat系列和Sentinel-2遥感影像数据；

步骤7，遥感影像数据预处理环节，包括大气校正、辐射校正和几何校正环节。

3.根据权利要求1所述的一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤8，计算NDVI指数，公式如下：

NDVI＝(ρ_nir-ρ_red)/(ρ_nir+ρ_red)

其中：ρ_red为红光波段反射率，ρ_nir为近红外波段反射率；

步骤9，计算FAI指数，公式如下：

FAI＝ρ_nir-ρ_n′_ir

其中ρ_n′_ir为插值反射率，ρ_red，ρ_nir，ρ_swir分别对应红色、近红外、短红外波段反射率，λ_red，λ_nir，λ_swir分别对应红光、近红外、短红外波段的中心波长。

4.根据权利要求1所述的一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤10，利用ENVI软件中的Slope工具进行坡度计算，将坡度等级分为30级，得到NDVI的坡度图；

步骤11，利用ArcGIS软件中的自然间断点(Jenks)分级法，将NDVI的坡度图分为高坡度和低坡度两类。将高坡度像元记为1，低坡度像元记为0；

步骤12，提取高坡度像元所对应的NDVI值，统计NDVI值的均值作为NDVI阈值，获得基于NDVI的研究区域蓝藻水华面积和空间分布。

5.根据权利要求1所述的一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤13，利用ArcGIS软件中的创建随机点工具，在研究区域创建随机点(大于500个)，将同一点处的NDVI值与FAI值分别赋予随机点；

步骤14，确定NDVI与FAI回归参数，建立回归模型(FAI-L模型)；

步骤15，将NDVI阈值带入FAI-L中计算得到FAI阈值；

步骤16，获得基于FAI的研究区域蓝藻水华面积和空间分布。

6.根据权利要求1所述的一种湖泊蓝藻水华面积提取方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤17，将基于NDVI和FAI提取结果中判断为蓝藻水华的像元记为1，非蓝藻水华区域记为0，两幅影像相叠加，叠加后值为2的区域判定为蓝藻水华区域；

步骤18，统计叠加后像元值为2的数目，结合遥感影像空间分辨率，获得蓝藻水华面积。