[发明专利]水体颗粒有机碳端元浓度确定方法、设备和存储介质

说明书

本申请涉及水体颗粒有机碳端元浓度确定方法、设备和存储介质，以降低确定水体颗粒有机碳端元浓度的成本。该方法包括：根据水体中内源性颗粒有机碳POC浓度与浮游植物吸收系数(λ)的相关性，获取与(λ)的关系模型；获取水体的水面遥感反射率模型R_rs(λ)；获取水体中内源性POC比例R_end以及水体反射光谱的波长分别在620nm和709nm处的水面遥感反射率R_rs(620)和R_rs(709)；计算水体反射光谱的波长λ在620nm处的浮游植物吸收系数(620)；将(620)代入与(λ)的关系模型中的自变量，得到；计算得到水体中外源性POC浓度。本申请的技术方案降低了确定水体颗粒有机碳端元浓度的时间和人力成本。

技术领域

本申请涉及遥感技术领域，特别涉及一种水体颗粒有机碳端元浓度确定方法、设备和存储介质。

背景技术

遥感技术作为一种信息化、数字化的重要手段，能够及时、高效地提供同一区域多平台、多时序、多光谱的监测数据。水体中颗粒有机碳（Particulate Organic Carbon，POC）主要来自于内源和外源端元的混合，POC浓度分布的时空异质性也较强。这使得遥感光学技术成为探索POC浓度和POC来源组分时空变化的必然选择。POC及其端元浓度的差异不仅对湖泊生态有影响，还可能导致水体的光学特性发生变化。对于以内源性POC为主的水体（例如开阔的大洋），自生生物生产是POC的主要来源，其浮游植物吸收系数和非色素颗粒物吸收系数在可见光波段较高。基于这种来源单一的特征，学者们虽然成功地构建了POC浓度的遥感反演模型，为探索海洋POC提供了极大的便利，然而，上述遥感反演模型在应用于复杂POC来源的内陆水体时，估算精度大打折扣，甚至部分算法失效，其主要原因是内陆水体中的POC来源于原位生产、地面负荷和沉积物再悬浮这三个端元的组合，而内陆湖泊POC及其端元浓度具有较强的复杂性和多变性，基于遥感光学的POC浓度反演算法至今仍然不成熟，并且，到目前为止仍然没有一种光学算法可以用于POC端元浓度的反演。

目前，水体POC浓度测量主要是在采用实验室内采用消煮法测定，该方法需要将样品带回现场，且分析测试步骤复杂。基于遥感光学的POC浓度估算则是采用水体蓝光波段与红光波段比值或近红外波段与红光波段比值与POC浓度的线性关系进行反演模型的构建。遥感反演的方法目前仍处于一湖一模型的阶段，并且精度较低，而采用稳定同位素的方法测定水体的POC端元浓度，则因测试成本高昂且严重依赖进口质谱仪，亦极大程度上阻碍了这种方法的应用。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种水体颗粒有机碳端元浓度确定方法、设备和存储介质，以降低确定水体颗粒有机碳端元浓度的成本。

一方面，本申请提供了一种水体颗粒有机碳端元浓度确定方法，包括：

根据水体中内源性颗粒有机碳POC浓度与浮游植物吸收系数 (λ)的相关性，获取所述与所述 (λ)的关系模型，所述 (λ)中的λ为所述水体的水面遥感反射率模型中水体反射光谱的波长；

通过便携式光谱辐射计对水体和天空进行辐射亮度值的测量，获取所述水体的水面遥感反射率模型R_rs(λ)；

根据所述水面遥感反射率模型R_rs(λ)，获取所述水体中内源性POC比例R_end以及所述水体反射光谱的波长分别在620nm和709nm处的水面遥感反射率R_rs(620)和R_rs(709)；