[发明专利]一种水体内叶绿体色素浓度的测算方法及其系统

说明书

本发明公开了一种水体内叶绿体色素浓度的测算方法及其系统，至少包括以下步骤：在待测水体区域内确定采样点，并获取采样点的叶绿体色素浓度；获取待测水体区域对应的偏振遥感数据；根据偏振遥感数据的耀光信息，获取待测水体区域的云检测结果；根据偏振遥感数据和云检测结果，获取气溶胶多角度辐射信息，并基于气溶胶多角度辐射信息进行大气校正，得到待测水体区域的海表反射率；根据海表反射率和采样点叶绿体色素浓度的相关性，获得海表反射率的最优波段组合；根据采样点的海表反射率和采样点的叶绿体色素浓度，获得最优反演模型，再获得待测水体区域内叶绿体色素浓度的分布结果。本发明提升了近岸水体内叶绿体色素浓度的遥感测算精度。

技术领域

本发明属于水体监测领域，特别涉及一种水体内叶绿体色素浓度的测算方法及其系统。

背景技术

通过卫星传感器对可见光及近红外波段的离水辐射测量，能够大尺度、快速同步地表征影响水体光学性质的要素，这些要素一般指叶绿素a浓度、有色溶解有机物和总悬浮物，进而为海洋初级生产力估算、海洋环境保护和海洋资源的合理开发提供科学依据。通过卫星遥感来监测水体应用在海洋等开阔区域得到的结果较为精准，而应用在近岸水体甚至内陆水体的上，由于更为复杂的地形条件和更为丰富的水质条件，都会导致卫星遥感测算的精确度降低，误差上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水体内叶绿体色素浓度的测算方法及其系统，解决了近岸水体内反演叶绿体色素浓度时测算精度低、数据误差大的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种水体内叶绿体色素浓度的测算方法，至少包括以下步骤：

在待测水体区域内确定采样点，并获取所述采样点的叶绿体色素浓度；

获取所述待测水体区域对应的偏振遥感数据；

根据所述偏振遥感数据的耀光信息，获取所述待测水体区域的云检测结果；

根据所述偏振遥感数据和所述云检测结果，获取气溶胶多角度辐射信息，并基于所述气溶胶多角度辐射信息进行大气校正，得到待测水体区域的海表反射率；

根据所述海表反射率和所述采样点叶绿体色素浓度的相关性，获得所述海表反射率的最优波段组合；

根据所述采样点的海表反射率和所述采样点的叶绿体色素浓度，获得最优反演模型；以及

根据所述最优反演模型和待测水体区域的海表反射率，获得待测水体区域内叶绿体色素浓度的分布结果。

在本发明的一个实施例中，所述云检测结果的获得过程包括以下步骤：

确定观测角度，在所述观测角度下，根据海陆标识区分出海洋区域，并获取所述海洋区域的耀光角；

根据所述耀光角的数值，区分出耀光区域和非耀光区域；

根据云和太阳耀光的不同偏振度、反射率和偏振反射率，标记出所述耀光区域内的云像元、晴空像元和未定像元；以及

改变观测角度，再次对所述海洋区域内的待测像元进行云检测，获得所述待测像元内多个观测角度下的标记结果。

在本发明的一个实施例中，获取所述气溶胶多角度辐射信息的过程包括以下步骤：

根据所述云检测结果和气溶胶敏感范围，计算所述待测水体区域对应的大气分子偏振反射率；

根据所述待测水体区域的耀光角数值，区分出非耀光区域，逐像元计算得到所述非耀光区域的海表偏振反射率；

根据得到的所述大气分子偏振反射率和所述海表偏振反射率，获取大气的气溶胶多角度辐射信息；以及

根据所述气溶胶多角度辐射信息，计算得到气溶胶光学厚度。