[发明专利]一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统和方法

权利要求书

1.一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，包括：硬件层、逻辑层、网络层和应用层；

所述硬件层与所述逻辑层连接，所述逻辑层与所述网络层连接，所述网络层与所述应用层连接；

所述硬件层包括有多个卫星，通过多个卫星获取遥感波段数据，并发送至所述逻辑层；

所述逻辑层对所述遥感波段数据进行遥感预处理，通过并行线程池辅助人工标注，对滤波后的遥感波段数据进行云图再验处理，获取遥感影像数据，并发送至所述网络层；

其中，所述并行线程池能够分配到多个进程中进行云图再验处理，所述进程包括有三个线程，分别为第一线程、第二线程和第三线程；所述三个线程从遥感影像数据的第一断面开始进行云图再验，具体包括：

通过第一线程感知第一断面是否为云上点，若是云上点，则对第一断面进行云上点标注，并通过人工辅助的方式感知第一断面是否为云上点，若是，则反馈至并行线程池，使并行线程池能够在下次判别中进行云上点标注；

通过第二线程感知第一断面是否为岸上点，若是岸上点，则对第一断面进行岸上点标注，并通过人工辅助的方式感知第一断面是否为岸上点，若是，则反馈至并行线程池，使线程池能够在下次判别中进行岸上点标注；

通过第三线程感知第一断面是否为异常点，若是异常点，则对第一断面进行异常点标注，并通过人工辅助的方式感知第一断面是否为异常点，若是，则反馈至并行线程池，使并行线程池能够在下次判别中进行异常点标注；

所述网络层采用波段组合方法，基于贝叶斯线性回归模型对所述遥感影像数据进行计算，获取地面数据，将所述地面数据和遥感影像数据一并发送至所述应用层，所述网络层在进行计算时忽略已标注的云上点、岸上点和异常点；

所述应用层对所述地面数据和遥感影像数据进行实时或定时的数据可视化转换，获取水质监测指标数据，并进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，还包括：辅助层，所述硬件层、逻辑层、网络层和应用层均与所述辅助层连接，所述辅助层用于提供数据支持和加速服务。

3.根据权利要求1所述的一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，所述硬件层包括有高分系列卫星、资源系列卫星、哨兵系列卫星和其他探测波段位于可见光波段或红外波段的在营卫星。

4.根据权利要求1所述的一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，所述遥感预处理包括：图像定标、图像增强、图像纠正、正射校正、图像镶嵌、数据融合、图像变换、信息提取和内容分类的处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，所述网络层由贝叶斯线性回归模型构成，所述贝叶斯线性回归模型包括有输入层、输出层和隐藏层，所述输入层大小为遥感波段的个数，所述输出层大小为水质监测指标的个数，所述隐藏层的个数使用Hidden Layer Numbers算法进行计算，公式如下：

HLN₂＝[log₂IN+5]； (2)

其中，HLN1和HLN2分别为根式法和对数法的计算结果，HLN为最终输出的隐藏层大小，IN为输入层大小，ON为输出层大小，算子“[x]”表示对x取四舍五入。

6.根据权利要求2所述的一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，其特征在于，水质监测指标包括有溶解氧、电导率、浑浊度、高锰酸盐、氨氮、总磷和总氮；在采用辅助层时，电导率的模型为贝叶斯线性回归，波段组合为中心为650nm的波段或中心为700nm的波段，结合中心为750nm的波段与中心为800nm的波段之间的波段的组合；采用三层网络结构的贝叶斯线性回归器将波段组合作为输入，将常规水质监测指标作为输出，将输入全部作为训练集，拟合获取地面数据。