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原文传递一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法

专利名称：	一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法
摘要：	本发明公开了一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，包括：从OLCI遥感影像数据上提取内陆富营养化湖泊水体研究区域，经过预处理，得到所述区域对应水体的遥感反射率；求第六波段和第十波段遥感反射率的比值，如果所述比值大于事先设定的阈值，则记为极高梯度，输出结果；小于该阈值时，获取778纳米处后向散射值、620和665纳米处的吸收系数和叶绿素a色素在665纳米的吸收系数；构建归一化指数，指征当前像元处蓝藻生物量比例；对所述研究区域逐像元应用前述步骤，得到内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例的空间分布。本发明极大地提高蓝藻检测的效率和规模，为蓝藻水华的预警提供参考。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京师范大学
发明人：	吕恒;吴志明;朱利;吴传庆;李云梅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910104708.4
公开号：	CN110082349A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	朱小兵
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210023 江苏省南京市鼓楼区宁海路122号
主权项：	1.一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于包括以下步骤： S1、从OLCI遥感影像上提取所述内陆富营养化湖泊水体研究区域，经过预处理，得到所述区域对应水体的遥感反射率；所述遥感影像由像元组成，所述预处理包括辐射定标、几何校正、大气校正，所述遥感反射率第一波段至第十六波段的遥感反射率值依次记为OA1至OA16； S2、求像元处OA6和OA10的比值；如果所述比值大于事先设定的阈值，则认为所述像元的蓝藻生物量比例大于90％，记为极高梯度，输出结果；小于该阈值时，认为所述像元的蓝藻生物量比例小于90％，进入S3； S3、对目标内陆富营养化湖泊水体研究区域对应水体实地测量，得到采样区域的遥感反射率，通过光学仪器测量得到浮游藻类的吸收系数aph在全波段的实测值，作为所述采样区域的实测值； S4、由OA16计算得到所述像元778nm处的后向散射值bb(778)，由OA11/OA8、bb(778)，得到浮游藻类在665nm处的吸收系数aph(665)，由aph(665)的反演值与实测值的比值，获取γ值，由OA11/OA8、bb(778)，以及γ值得到校正后的浮游藻类在665nm处的吸收系数aph(665)；由OA11/OA7、bb(778)，得到浮游藻类在620nm处的吸收系数aph(620)，由aph(620)的反演值与实测值的比值，获取δ值，由OA11/OA7、bb(778)，以及δ值得到校正后的浮游藻类在620nm处的吸收系数aph(620)；由OA11/OA8获取值，由OA7/OA11获取值，结合aph(620)、aph(665)、和分离得到藻蓝蛋白色素在620nm处的吸收系数apc(620)，和叶绿素a色素在665nm的吸收系数achl(665)； S5、构建归一化指数：[apc(620)-achl(665)]/[apc(620)+achl(665)]，用于指征所述像元蓝藻生物量比例； S6、将S2至S5所述的步骤逐像元作用于所述内陆富营养化湖泊水体研究区域的OLCI遥感影像上，得到S1所述区域对应水体的蓝藻生物量比例的空间分布。 2.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，步骤S1中大气校正采用的是SeaDAS 7.3的MUMM算法，在该算法中，Rrs(779)与Rrs(865)的比值设定为1.9。 3.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，步骤S1中还包括大气校正精度分析的步骤：首先将实测点的遥感反射率的实测值通过光谱响应函数响应到遥感影像的各个波段，然后将实测点的遥感反射率和OLCI对应位置的遥感反射率进行比对，得到指数对对比结果进行评价，所述指数包括均方根误差和平均相对误差；平均相对误差小于30％时，认为大气校正效果较好，将结果输出至步骤S2。 4.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，步骤S2中所述阈值取1.77。 5.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，步骤S4中γ的取值为0.85，δ的取值为0.96。 6.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，步骤S5中归一化指数和蓝藻生物量比例的关系为：y＝(1.126x+0.5429)100％，R2＝0.64；所述y为蓝藻生物量比例，x为归一化指数。 7.如权利要求1所述的一种基于OLCI的内陆富营养化湖泊水体蓝藻生物量比例遥感估算方法，其特征在于，所述用于精度分析的表达式如下：其中MAPE是平均绝对百分比误差，RMSE是均方根误差，n是样本数，yi是测量值，yi'是估计值。
所属类别：	发明专利