[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

说明书

本发明公开了一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，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；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；矢量图层缓冲区分析，将得到的范围作为感兴趣区域；提取感兴趣区域对应的遥感影像的光谱曲线特征，建立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；利用土地利用现状调查成果，对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。其显著效果是：充分利用了遥感、地学分析等技术优势，实现了大空间尺度微塑料污染水域空间分布的快速识别。

技术领域

本发明涉及到地理信息技术领域，具体涉及一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法。

背景技术

塑料在水环境中降解后，空间分布会分解为数百万个小塑料颗粒，而那些直径小于5mm的塑料碎片被定义为微塑料。全球各地的海洋、河流、湖泊、水库，甚至人迹罕至的北冰洋和南洋等地方，都发现了大量微塑料。微塑料体积小，但吸附污染物的能力很强，部分微塑料本身释放着有毒有害物质，对水环境等造成直接危害，比如微塑料容易被水环境生物吞噬，在生物体内蓄积威胁生物安全，同时，潜伏在环境中的微塑料最终会通过食物链进入人类体内，从而对人类身体健康产生影响，比如影响人体营养吸收等。

对于微塑料污染水域识别监测，现有方法是采用渔船拖网、水体采样等野外样品采集，然后进行室内检测，检测方法包括显微镜视觉识别法、傅里叶变换红外光谱法、拉曼光谱法、气相-热裂解等，最后得到微塑料污染分析数据。目前，尚未发现可以实现大规模、快速识别微塑料污染水域空间分布的技术方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，利用高光谱遥感技术，通过对微塑料污染水域光谱特征进行分析，然后利用其光谱特征曲线进行全域遥感影像光谱匹配识别，查找出微塑料污染水域，避免对水域的逐一采样、室内检测的流程，能够实现大规模、批量化、自动识别微塑料污染水域空间分布，可用于大空间尺度微塑料污染水域的快速识别提取，支撑生态环境保护管理。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于遥感的微塑料污染水域空间分布识别方法，其关键在于包括如下步骤：

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。

进一步的，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。

进一步的，步骤1中对水体样本进行预处理的具体过程为：

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；