申请/专利权人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117740690B

主分类号：G01N21/25

分类号：G01N21/25;G06V20/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种水表溶解氧遥感估算方法、系统及可读存储介质。所述方法包括：获取覆盖目标水域的多光谱遥感影像，并对多光谱遥感影像进行预处理；获取各水质组分相对浓度；获取与多光谱遥感影像同步的站点实测参数；根据多光谱影像得到的水质相对组分浓度和站点实测参数，构建非线性规划方程；求解非线性规划方程自变量系数；将自变量系数代入遥感估算模型，获取水表溶解氧含量。本发明充分考虑了溶解氧与温度、水质等环境因素的相关性，利用多光谱卫星遥感影像和地面监测站点数据，给出了热红外波段同步热红外波段存在与否的情况下对应的估算方法及实例，提高了水表溶解氧遥感模型的物理解释性及估算结果的准确性。

主权项：1.一种水表溶解氧遥感估算方法，其特征在于，所述方法包括：获取覆盖目标水域的多光谱遥感影像，并对多光谱遥感影像进行预处理；根据预处理后的多光谱遥感影像的波段组合获取各水质组分相对浓度；获取与多光谱遥感影像同步的站点实测参数；根据多光谱影像得到的各水质组分相对浓度和站点实测参数，构建非线性规划方程；求解非线性规划方程自变量系数；将自变量系数代入遥感估算模型，获取水表溶解氧含量；其中，所述获取覆盖目标水域的多光谱遥感影像，并对多光谱遥感影像进行预处理，包括：获取覆盖目标水域的多光谱遥感影像；判断多光谱遥感影像是否有同步成像的热红外波段；若否，则将可见光-近红外波段经大气校正、水体提取，获取蓝光B的水表反射率、绿光G的水表反射率、红光R的水表反射率、近红外NIR的水表反射率；若是，则除获取可见光-近红外水表反射率之外，另将热红外波段经辐射定标、水体提取，获取水表温度WST；其中，所述获取各水质组分相对浓度，包括：对可见光-近红外波段，经近红外NIR与红光R的波段比值NIRR获取叶绿素相对浓度Chla；将红光R与绿光G的波段比值RG获取悬浮颗粒物相对浓度TSM；判断多光谱遥感影像的空间分辨率是否高于预设阈值；若是，则采用NIR+RNIR-R100获取有机污染物相对浓度OPC；若否，则将真彩色RGB影像转换为HSV影像，采用色调H、饱和度S、亮度V的乘积获取有机污染物相对浓度OPC；其中，所述站点实测参数包括：站点实测溶解氧；对应同步影像像元的水质组分浓度包括：站点所在影像像元叶绿素相对浓度、悬浮颗粒物相对浓度、有机污染物相对浓度；若有同步成像的热红外波段，所述与多光谱遥感影像同步的站点实测参数还包括站点所在影像像元的水温；其中，所述非线性规划方程的自变量为叶绿素相对浓度Chla、悬浮颗粒物相对浓度TSM、有机污染物相对浓度OPC；所述非线性规划方程的因变量为：当多光谱遥感影像中没有同步成像的热红外波段时，以与影像成像同步的站点实测溶解氧为因变量；当多光谱遥感影像中有同步成像的热红外波段时，则读取站点所在影像像元的水温，然后根据水温首先计算饱和溶解氧，再减去站点实测溶解氧，得到溶解氧消耗量作为因变量；其中，所述获取水表溶解氧含量时，多光谱遥感影像中有同步成像的热红外波段，则先根据各自变量系数计算水表溶解氧消耗量，再根据水温计算饱和溶解氧，两者的差值即遥感估算的水表溶解氧；其中，所述非线性规划方程为： ；当多光谱遥感影像中没有同步成像的热红外波段时： ；当多光谱遥感影像中有同步成像的热红外波段时： ；其中，为叶绿素相对浓度系数、为悬浮颗粒物相对浓度系数、为有机污染物相对浓度系数、Chla为叶绿素相对浓度、TSM为悬浮颗粒物相对浓度、OPC为有机污染物相对浓度、为线性约束条件，代入区域内所有的站点数据，表示区域内站点对应影像像元叶绿素、悬浮颗粒物、有机污染物的水质参数的相对浓度，表示区域内站点的溶解氧消耗量；其中，所述遥感估算模型为：若多光谱遥感影像没有同步成像的热红外波段： ；若多光谱遥感影像有同步成像的热红外波段： ；其中，为溶解氧消耗量，为饱和溶解氧，为最终估算的水表溶解氧。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 一种水表溶解氧遥感估算方法、系统及可读存储介质

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