[发明专利]一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法

权利要求书

1.一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、在目标水域采集若干个水体样本，并对水体样本进行预处理；

步骤2、对预处理后的水体样本进行微塑料判断，筛选出微塑料丰度不小于预设阈值T的水体样本；

步骤3、利用筛选出的水体样本对应的采样点GPS数据制作矢量图层，并对其进行缓冲区分析，将得到的范围作为感兴趣区域；

步骤4、提取感兴趣区域对应的遥感影像的光谱曲线特征，并进行特征分析后获得微塑料污染水域的光谱特征，建立微塑料污染水域的波谱库；

步骤5、基于微塑料污染水域的波谱库对待识别水域进行初步识别，获得微塑料污染水域初步识别结果；

步骤6、利用土地利用现状调查成果，对步骤5获得的微塑料污染水域初步识别结果进行校正，获得微塑料污染水域空间分布识别结果；

步骤5中对待识别水域进行初步识别的计算公式为：

其中，α为影像像元光谱与参考光谱之间的夹角；x为影像像元光谱曲线向量；y为参考光谱曲线向量；

步骤5中获得微塑料污染水域初步识别结果后，还采用土地利用现状调查成果中的水域矢量空间范围作为掩模，对微塑料污染水域初步识别结果进行提纯处理；

步骤6对微塑料污染水域初步识别结果进行校正的具体步骤为：

步骤B1、将微塑料污染水域初步识别结果转成矢量数据，并对得到的矢量图层WSLCS_SL进行半径1000米的缓冲计算，得到图层WSLCS_SLHC；

步骤B2、将图层WSLCS_SLHC与土地利用现状数据进行叠加分析、继承土地用途属性，得到图层WSLCS_DJFX，在该图层WSLCS_DJFX新建一个字段“YTZ”并赋值；

步骤B3、将图层WSLCS_DJFX进行矢量转栅格处理，并保留字段“YTZ”，得到栅格数据WSLCS_JSSG；

步骤B4、将微塑料污染水域初步识别结果WSLCS_YSSG与栅格数据WSLCS_JSSG按照公式进行计算，并利用计算结果对待识别水域矢量范围进行裁切提取，得到栅格数据为WSLCS_JSJG；

步骤B5、采用自然断裂法对栅格数据为WSLCS_JSJG进行分析，并提取出微塑料污染水域空间分布识别结果。

2.根据权利要求1所述的基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于：步骤1中在进行水体样本采样时记录采样点坐标，且采样点间隔为2～3千米，取样深度为1～1.5米，取样数量为20～30个，水体样本的溶剂为20～25L，取样后采用孔径为45～50um的滤网进行过滤，滤网上的残留物用去离子水冲洗至50～100ml的广口洁净容器内。

3.根据权利要求1或2所述的基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于：步骤1中对水体样本进行预处理的具体过程为：

A1、采用浓度为30～35％的H₂O₂对每个水体样本处理10～15小时；

A2、采用去离子水对处理后的每个水体样本进行稀释；

A3、采用孔径为0.4～0.5um的滤膜，对稀释后的水体样本进行真空过滤；

A4、将滤膜收入培养皿后进行烘干。

4.根据权利要求1所述的基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于：对预处理后的水体样本进行微塑料判断时，记录各个水体样本中微塑料的数量、颜色、大小和形状，且所述预设阈值T的取值为6000个/m³。

5.根据权利要求1所述的基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于：步骤4中提取光谱特征曲线时采用ROI Statistics工具，并获得感兴趣区域的平均光谱特征曲线图。

6.根据权利要求1所述的基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其特征在于：步骤B2对字段“YTZ”赋值的规则如下：

若图层WSLCS_DJFX中水域图斑周边1000米范围内，存在工业建设用地，则字段“YTZ”赋值100；

若图层WSLCS_DJFX中水域图斑周边1000米范围内，存在居住建设用地、商业商务建设用地，则字段“YTZ”赋值50；

若图层WSLCS_DJFX中水域图斑周边1000米范围内，无建设用地，则字段“YTZ”赋值10。