[发明专利]一种基于地基高光谱遥感的水体黑臭程度测算方法

权利要求书

1.一种基于地基高光谱遥感的水体黑臭程度测算方法，包括设于目标水体的地基高光谱成像仪，其特征在于：该方法包含以下步骤：

S1：首先利用遥感图像处理软件，对地基高光谱成像仪采集得到的影像数据进行处理，分别提取出计算遥感反射率的三个参量；

S2：利用步骤S1中已提取出的三个参量，构建敏感波长的反射率曲线R_rs；

S3：利用步骤S2中构建出的敏感波长反射率曲线，提取特定波长的遥感反射率，反演出CIE颜色空间中的三刺激值，并计算目标水体颜色在CIE色度图上对应的坐标；

S4：构建初步辨别目标水体黑臭程度的检测参数，并利用步骤S3所得到的色度图坐标，计算出该检测参数；

S5：利用步骤S4中的检测参数对目标水体的黑臭程度进行辨别，如果是绿色类或黄色类水体，则转至步骤S6，否则则根据检测参数直接判定该目标水体为重度黑臭水体或者其他污染水体；

S6：如果是绿色类水体，则利用敏感波长的遥感反射率数据，构建辨别绿色类水体黑臭程度的检测参数，转至S7；如果是黄色类水体，同理利用敏感波长的遥感反射率数据，构建辨别黄色类水体黑臭程度的检测参数，转至S8；

S7：利用步骤S6中构建的绿色类水体黑臭程度检测参数，对该绿色类水体的黑臭程度进行判别，如果满足该判别条件，则属于轻度黑臭水体，否则将其判别为一般水体；

S8：利用步骤S6中构建的黄色类水体黑臭程度检测参数，对该黄色类水体的黑臭程度进行判别，如果满足该判别条件，则属于一般水体，否则将其判别为轻度黑臭水体。

2.根据权利要求1所述的一种基于地基高光谱遥感的水体黑臭程度测算方法，其特征在于：所述步骤S1中提取的三个参量分别为标准板测量值L_p、天空漫散射光L_sky、离水辐亮度L_w，具体提取方法如下：

L_p：使用遥感图像处理软件打开对地基高光谱成像仪采集得到的影像数据源文件，选取任意一端波段形成监测区域影像，将该影像中的整个白板选取为感兴趣区域，利用ROI工具读取出该感兴趣区域的最大值，形成各个波段的标准板测量最大值集合，并将其以text文档形式导出保存；

L_sky：使用遥感图像处理软件打开对地基高光谱成像仪采集得到的影像数据源文件，选取任意一波段形成监测区域影像，选取该影像中最远处天空做为感兴趣区域，并利用ROI工具读取出该感兴趣区域的平均值，形成包含各个波段的光谱曲线，并将其同样以text文档形式导出保存；

L_w：使用遥感图像处理软件打开对地基高光谱成像仪采集得到的影像数据源文件，选取任意一波段形成监测区域影像，从目标水域中选择无白帽、无波纹、无倒影、无船只的水体做为感兴趣区域，同样利用ROI工具读取出该感兴趣区域的平均值，形成包含各个波段的光谱曲线，并将其同样以text文档形式导出保存。

3.根据权利要求2所述的一种基于地基高光谱遥感的水体黑臭程度测算方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤为，将步骤S1得到的三种参数数据导入Excel表格中，并进行通过如下两步计算形成敏感波长的反射率曲线：

(1)

(2)

其中，ρ_p为标准板的反射率，E_d(0⁺)表示水表面入射总辐照度，ρ表示气—水界面对天空光的反射率。

4.根据权利要求1所述的一种基于地基高光谱遥感的水体黑臭程度测算方法，其特征在于：所述步骤S3提取的特定波长遥感反射率R_rs(Red)、R_rs(Green)和R_rs(Blue)，其对应波长为λ_Red、λ_Green和λ_Blue，然后利用地基高光谱红绿蓝三个波段波段值计算CIE颜色空间中的三刺激值X、Y、Z，并进一步计算CIE色度图中颜色对应的坐标(m，n)，三刺激值和坐标的计算公式如下：

CIE颜色空间三刺激值：

CIE色度图中颜色所对应的坐标：