[发明专利]一种浅水湖泊固有光学参数的OLCI遥感监测方法

权利要求书

1.一种浅水湖泊固有光学参数的OLCI遥感监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤10：获取巢湖、太湖、洪泽湖三个湖泊的实测遥感反射比光谱，基于QAA算法，建立面向实测遥感反射比的IOP反演算法；

步骤11：基于实测遥感反射比光谱计算水体总吸收系数a与后向散射系数b_b；

其中，所述水体总吸收系数是指水体各组分的吸收系数总和；后向散射系数是指颗粒物后向散射系数和纯水的后向散射系数之和；其表达式分别如下

a(λ)＝a_ph(λ)+a_d(λ)+a_g(λ)+a_w(λ) (1)

b_b(λ)＝b_bp(λ)+b_bw(λ) (2)

其中，a_ph(λ)、a_d(λ)、a_g(λ)、a_w(λ)分别为色素颗粒物phytoplankton、无机颗粒物NAP、黄色物质CDOM和纯水的吸收系数；b_bp(λ)、b_bw(λ)分别为水体颗粒物和纯水的后向散射系数，纯水的后向散射系数为已知量；

假设750nm波长下的水体总吸收等于纯水的吸收，计算获取水体总吸收系数a与后向散射系数b_b；计算模型如下；

r_rs(λ)＝R_rs(λ)/(0.52+1.7R_rs(λ)) (4)

式中，r_rs(λ)为水下遥感反射率；

其中，u(λ)为后向散射系数与吸收系数和后向散射系数之和的比值；g₀、g₁为常数，g₀＝0.084，g₁＝0.17；

a(λ₀)＝a_w(λ₀)+Δa(λ₀)≈a_w(λ₀) (6)

选取λ₀＝750nm，a(λ₀)为λ₀波长下总吸收系数，a_w(λ₀)为λ₀波长下纯水吸收系数；Δa(λ₀)为除去纯水的水体各组分在λ₀波长的吸收系数之和；

b_bp(λ₀)为λ₀波长下水体颗粒物的后向散射系数；

由Hydrolight模拟数据拟合得到参数Y与r_rs(λ)的关系，即式(8)：

获取水体后向散射系数b_b(λ)和总吸收系数a(λ)的计算公式：

步骤12：分解水体总吸收系数；

根据步骤11得到的a和b_b，基于实测遥感反射比光谱数据，将水体总吸收系数分解得到除纯水外上述水体各组分的吸收系数；分解计算过程如下：

分析获取的实测遥感反射比光谱，建立a_d(443)与b_bp(560)的关系表达式：

a_d(443)＝2.54b_bp(560)^0.62 (11)

根据a_d(λ)定义得到：

a_d(λ)＝a_d(443)exp[S_d(443-λ)] (12)

其中，S_d是a_d(λ)的光谱斜率，取0.014；

根据式(1)，由水体总吸收减去a_d(λ)和纯水的吸收系数得到a_phg(λ)，a_phg(λ)即色素颗粒物吸收系数a_ph(λ)与黄色物质CDOM吸收系数a_g(λ)之和；

a_phg(λ)＝a(λ)-a_d(λ)-a_w(λ) (13)

根据在665、675、709nm处的a_phg(λ)光谱值建立指数rat：

得到a_ph(675)：

a_ph(675)＝0.96rat+0.059 (15)

根据不同波段a_ph(λ)吸收光谱的相关性，

a_ph(443)＝1.75a_ph(675)^0.91 (16)

根据式(1)、式(13)，

a_g(443)＝a_phg(443)-a_ph(443) (17)

a_g(λ)＝a_g(443)exp[S_g(443-λ)] (18)

式中，S_g为a_g(λ)的光谱斜率S_g，取0.011；

a_ph(λ)＝a(λ)-a_d(λ)-a_g(λ)-a_w(λ) (19)

步骤20：实现基于OLCI卫星影像的浅水湖泊固有光学参数的遥感监测；

获取待测湖泊的OLCI卫星影像；应用至步骤10-12构建的反演算法，在对不同湖泊多幅的OLCI卫星影像处理后获取浅水湖泊IOP的空间分布规律。