[发明专利]一种滨海核电温排水遥感影像背景温度场提取方法

说明书

本发明公开了一种滨海核电温排水遥感影像背景温度场提取方法，属于海水温度场构建技术领域，包括对遥感影像数据进行反演以获得绝对温度场数据矩阵；计算遥感反演温度场的空间梯度；确定临界空间梯度，绘制临界空间梯度的等值线图；计算临界空间梯度的散度值，绘制散度值为零的等值线；获得包含温排水排放口最外侧的包络线，并将此包络线作为计算背景温度的参考线；根据背景温度的参考线两侧设定范围内的所有像元的反演温度计算背景温度。本发明计算遥感反演数据的背景温度场不需要额外使用历史遥感数据，同时可适用于半封闭海湾、开敞海域，操作步骤物理意义明确，计算结果较好，解决了目前温排水背景温度场较难获取的难题。

技术领域

本发明涉及海水温度场构建领域，特别涉及一种滨海核电温排水遥感影像背景温度场提取方法。

背景技术

核电用海对自然环境和社会条件要求高，用海方式多样，对海洋生态环境影响复杂。其中，温排水用海在滨海核电用海中最为关键，其对海洋生态环境安全影响最为深远。温排水是核电机组在利用海水循环冷时向自然水体排入的温度高于自然水体的水。温排水在海洋动力作用下向周边海域扩散，利用海水和海洋动力稀释热量，并通过海面向大气散热。温排水高温升区对海域生态影响较大，4℃以上温升区为确定温排水用海范围的依据，夏季1℃和冬季2℃以上海域为温排水资源环境影响的主要范围。

鉴于温排水温升区的重要性，准确有效计算温升区就显得尤为重要。背景温度是指未受温排水影响的海水温度，背景温度场能否准确提取是计算温升区的关键。目前，《滨海核电厂温排水卫星遥感监测技术规范（试行）》（HJ 1213-2021）中提供了“离散多点平均法”、“临近区域替代法”、“海湾平均温度法”三种背景温度场（又称基准温度）提取方法。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：

临近区域替代法需要大量历史遥感反演数据,离散多点平均法需首先计算潜排区，而潜排区边界的确定误差较大,海湾平均温度法仅适用于半封闭海域,适用海域有限。这也就导致了现有背景温度场提取方法存在对历史遥感影像数据要求较高或计算准确性较差或适用范围有限等问题。

申请号为201510607456.9的中国发明专利公开一种基于航空遥感的近海工业温排水提取方法，能够得到温升区域的温升值，但是该方法需要的参数较多，依赖于大量遥感反演数据，依然不能解决温排水背景温度场较难获取的问题。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种滨海核电温排水遥感影像背景温度场提取方法，不需要历史遥感影像数据，能够适用于多种海湾类型，且操作步骤物理意义明确，计算结果较好，解决了目前温排水背景温度场较难获取的难题。

一种滨海核电温排水遥感影像背景温度场提取方法，包括：

对遥感影像数据进行反演以获得绝对温度场数据矩阵；

计算遥感反演温度场的空间梯度；

确定临界空间梯度，绘制临界空间梯度的等值线图；

计算临界空间梯度的散度值，绘制散度值为零的等值线；

将临界空间梯度散度值为零的等值线进行优化，绘制优化后临界空间梯度散度值为零的等值线；

获得包含温排水排放口最外侧的包络线，并将此包络线作为计算背景温度的参考线；

根据背景温度的参考线两侧设定范围内的所有像元的反演温度计算背景温度。

优选的，所述计算遥感反演温度场的空间梯度中所述空间梯度的计算方法为：

其中，为空间梯度；A为遥感反演得到的温度场；x和y为空间平面坐标，i、j分别为x、y坐标的单位向量。

优选的，所述确定临界空间梯度，绘制临界空间梯度的等值线图包括：根据遥感反演温度场的空间梯度的计算值，绘制空间梯度绝对值的临界等值线图；所述空间梯度绝对值的临界等值线在之间。