[发明专利]一种监测入海排污口水体的卫星遥感方法及系统

说明书

本发明公开了一种监测入海排污口水体的卫星遥感方法及系统，方法包括：选择研究区域，区域选定后，下载卫星遥感数据并进行数据预处理得到瑞利校正反射率R_rc数据；对岸上的建设用地进行掩膜，得到建设用地像元和非建设用地像元；从得到的非建设用地像元中识别出滩涂像元和非滩涂像元；基于色度法对非滩涂像元进行排口水体像元的识别，得到排口水体像元。本发明基于入海排放口污染水体的光谱特征与颜色特征，使用卫星的瑞利校正反射率R_rc数据，建立了基于NDWI与色度法的决策树的入海排放口污染水体提取模型，能够精确地监测入海污染水体的排放范围、流向、扩散范围等排放情况，为当地政府制定管理方针提供依据。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种监测入海排污口水体的卫星遥感方法及系统。

背景技术

我国海洋生态环境虽然总体状况较好，但污染海水仍存在于各个海域，特别是我国东部沿岸海域，海水富营养化程度已达到中度至重度，无机氮与活性磷酸盐为主要超标指标。因此，对海洋环境的保护势在必行。

对于入海排污水体的遥感监测，前人常采用建立Chl-a浓度、总悬浮物浓度等重要水质参数指标的反演模型，进而进行水质评价。李小斌等（2007）利用实测无机氮数据与水体遥感反射率，采用偏最小二乘回归法建立无机氮浓度的反演模型，并基于Landsat TM和SeaWiFS（Sea-viewing Wide Field-of-view）遥感影像反演珠江口无机氮的时空分布。顾杰等（2017）通过对现场实测光谱数据与水质参数浓度进行相关性分析，建立化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）高光谱反演模型，遥感反演得到曹妃甸海域COD浓度的空间分布特征。利用WorldView-2多光谱图像，Maruf等（2020）监测得到Chl-a浓度，对海岸营养物污染进行分析。Deng等（2004）基于二次散射对珠江口水域污染区域进行提取，发现虎门水道、东宝河等地为主要污染源。利用Landsat TM遥感数据，邬明权等（2012）对Chl-a浓度、总悬浮物浓度等参数进行反演，识别出重点监测区域，并利用高分辨率遥感影像对排污口进行目视解译。除了利用中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution ImagingSpectroradiometer, MODIS）和ENVISAT-ASAR-WSM数据对莱州湾的叶绿素浓度进行提取，得出该区域海域叶绿素浓度偏高的结论外，过杰等（2012）还利用Landsat不同波段彩色合成图像，基于污染海水与正常水体的颜色差异，分析污水对海水影响面积。另外，近年来图像分割算法等数字图像处理方法也被应用于入海排污口的提取。宋占杰等（2017）采用改进的Grab-Cut图像分割算法，得出近3年渤海湾海水污染状况严重的结论。

综上，目前针对入海排污口水体的遥感监测研究较少，而已有研究多为反演水色参数进而对污染情况进行评估，但近岸水体高浑浊的特点对水色参数定量反演精度与适用性影响较大，且针对入海污染水体的排放范围、流向、扩散范围与时间变化，研究甚少，尚未出现较为系统的遥感监测算法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种监测入海排污口水体的卫星遥感方法及系统，能够精确地监测入海污染水体的排放范围、流向、扩散范围等排放情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种监测入海排污口水体的卫星遥感方法，包括：

步骤1、选择研究区域，区域选定后，下载卫星遥感数据并进行数据预处理得到瑞利校正反射率R_rc数据；

步骤2、对岸上的建设用地进行掩膜，得到建设用地像元和非建设用地像元；

步骤3、从得到的非建设用地像元中识别出滩涂像元和非滩涂像元；

步骤4、基于色度法对非滩涂像元进行排口水体像元的识别，得到排口水体像元。