[发明专利]水质信息获取装置、水体富营养化程度识别方法及系统

权利要求书

1.一种利用水质信息获取装置进行水体富营养化程度识别方法，包括以下步骤：

S1，利用所述装置拍摄水体，并采集得到适合计算机处理的图像信号，并显示成图像；

S2，进行空间定位，测定各曝光点的空间坐标数据；

S3，存储所述图像信号和所述空间坐标数据，并对存储的数据进行图像处理；

S4，利用图层叠加法，将图像处理得到的专题图层进行叠加；

所述装置包括LED灯，均匀分布在滤光片周围，用于作为光源，发出特定的波长；

滤光片，用于截止所述特定的波长以外的光线，以采集光学图像，所述滤光片为4片，分别编号为1～4，相应地，所述特定的波长为4个波段，编号为1～4的4片滤光片所透过的4个波段依次为：0.450-0.515μm、0.63-0.69μm、0.775-0.90μm、2.08-2.35μm；

CCD感光器，用于将透射到所述CCD感光器表面的光学图像转换为电信号；

所述步骤S3中进行图像处理的步骤包括计算得到污染状况分布图的步骤：

S311，利用所述空间坐标数据，依据距水体的垂直距离计算所述图像中各像元的空间坐标；

S312，将通过1、3、4号滤光片生成的图像进行假彩色合成，得到合成图像，选择合成图像对应的一块无污染区域作为参照区域，求出由1、3、4号滤光片生成的图像中像元的平均值X，将该平均值作为所述无污染区域的端元；

S313，将所述合成图像的各像元分别减去所述平均值X，得到的值作为污染水体偏离无污染区域的度量； 

S314，选择所述合成图像像元中与平均值X的差值最大的像元，进行混合像元分解，得到所述污染状况分布图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置还包括模数转换器，用于将来自所述CCD感光器的所述电信号进行模数转换。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述装置还包括数字信号处理芯片，用于将所述模数转换器转换后的信号转换成适合计算机处理的图像信号。

4.如权利要求1所述的水体富营养化程度识别方法，其特征在于，所述步骤S3中进行图像处理的步骤包括得到营养盐污染专题图层的步骤：

S321，选取训练区，从所述训练区中选取不同像元的平均值作为参考像元；或者利用波段散点图的边缘顶点位置选取参考端元；

S322，选择所述参考端元作为端元的组分，加上未污染区域的端元，共选择2个端元，并设定窗口大小为3*3个像元；

S323，进行混合像元分解，计算出每个像元归属于营养盐污染类别的百分值，得到各像元属于各端元污染类别的丰度图像。

5.一种水体富营养化程度识别系统，包括：

权利要求1至4之任一项方法中所述的装置，用于采集得到适合计算机处理的图像信号，并生成显示图像；

GPS模块，用于进行空间定位，测定各曝光点的空间坐标数据；以及

图像处理模块，用于存储所述图像信号和所述空间坐标数据，并将存储的数据进行图像处理。

6.如权利要求5所述的水体富营养化程度识别系统，其特征在于，所述系统还包括存储器，用于存储所述图像信号和所述空间坐标数据。