[发明专利]一种悬浮泥沙定量遥感方法

摘要

本发明公开了一种悬浮泥沙定量遥感方法，其包括以下步骤：步骤S1、现场水体光谱测量以及悬浮泥沙含量测量，步骤S2、等效遥感反射率计算；步骤S3、随机将采集的水样样本分成建模样本和验证样本；步骤S4、通过建模样本进行泥沙遥感定量模型的建立；步骤S5、获取卫星影像并将所述卫星影像进行预处理；步骤S6、反演得到研究地区的悬浮泥沙含量。本发明通过建立泥沙遥感定量模型，并通过ENVI软件把泥沙遥感定量模型应用到卫星遥感影像上，就能自动制图研究地区泥沙的时空分布，是科学、高效的河口近岸泥沙研究方法。

主权项

一种悬浮泥沙定量遥感方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤S1、根据Landsat卫星传感器经过研究地区的时间，在该时间内利用地物光谱仪同步在所述研究地区的入海河口近岸区域进行现场水体光谱测量，同时对所述区域进行水样采集，采集的水样进行悬浮泥沙含量测量；步骤S2、利用地物光谱仪测量的现场水体光谱数据，结合Landsat卫星传感器光谱响应函数，通过卷积的方法把所述现场水体光谱数据等效到Landsat卫星传感器的蓝、绿、红、近红四个波段上：$x_i=\frac{\underset{{\mathrm{\λ}}_i={\mathrm{\λ}}_{imin}}{\overset{{\mathrm{\λ}}_{imax}}{\Σ}}f\left({\mathrm{\λ}}_i\right)r\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}{\underset{{\mathrm{\λ}}_i={\mathrm{\λ}}_{imin}}{\overset{{\mathrm{\λ}}_{i\max }}{\Σ}}f\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}---\left(1\right)$其中：x是等效遥感反射率，i＝1,2,3,4分别代表蓝、绿、红、近红四个波段，λ是波长，f(λ)是光谱响应函数，r(λ)是地物光谱仪测量的现场水体光谱数据，λ_imin、λ_imax分别为第i个波段的波长λ_i的最小值和最大值，即Landsat卫星传感器第i个波段通道区间的最小值和最大值；步骤S3、随机将采集的水样样本分成建模样本和验证样本；步骤S4、通过建模样本进行泥沙遥感定量模型的建立，其包括以下步骤：步骤S41、建立泥沙遥感定量模型：y＝kx+b     (2)其中，k和b为模型参数，x为等效遥感反射率数据，y为悬浮泥沙数据；步骤S42、利用步骤S2测得的等效遥感反射率以及步骤S1测得的悬浮泥沙含量数据，进行相关性分析，分别得到建模样本中的蓝、绿、红、近红四个波段与悬浮泥沙的相关系数P1、P2、P3、P4：$P_i=\frac{\mathrm{\Σ}\left(x_{i}y\right)-\frac{{\mathrm{\Σx}}_i\mathrm{\Σ}y}{N}}{\sqrt{({{\mathrm{\Σx}}_i}^2-\frac{{\left({\mathrm{\Σx}}_i\right)}^2}{N})(\sqrt{{\mathrm{\Σy}}^2-\frac{{\left(\mathrm{\Σ}y\right)}^2}{N})}})}---\left(3\right)$其中，P_i为建模样本的第i个波段的相关系数，x_iy是建模样本中某一样本的第i个波段的等效遥感反射率与该样本的悬浮泥沙数据的乘积，∑x_i为建模样本中所有样本的第i个波段的等效遥感反射率之和，∑y为建模样本中所有样本的悬浮泥沙数据之和，N为建模样本个数；步骤S43、选取相关系数P1、P2、P3、P4中绝对值最大的一个值对应的等效遥感反射率数据以及悬浮泥沙含量数据，将选取的等效遥感反射率数据以及悬浮泥沙含量数据对公式(2)中的模型参数k和b进行求解；步骤S5、获取Landsat卫星传感器在研究地区的卫星影像并将所述卫星影像在ENVI软件中进行预处理；步骤S6、在ENVI软件下，利用波段运算工具把步骤S4建立的泥沙遥感定量模型应用到步骤S5处理后的卫星影像上，反演得到研究地区的悬浮泥沙含量。