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原文传递浑浊水体浮游植物吸收系数光谱遥感反演方法

专利名称：	浑浊水体浮游植物吸收系数光谱遥感反演方法
摘要：	本发明涉及浑浊水体浮游植物吸收系数光谱遥感反演方法，在半分析算法的基础上，首先计算红光波段的浮游植物吸收系数aph(674)的初始值；利用实测的浮游植物吸收系数数据建立浮游植物吸收系数的光谱形状查找表；结合反演得到的aph(674)和浮游植物吸收系数的光谱形状查找表，基于优化迭代方法的浮游植物吸收系数反演算法，得到浮游植物吸收系数的光谱(400‑750nm)反演结果。最后，分别将吸收系数光谱遥感反演算法应用于实测的水体总吸收系数和遥感反射比Rrs数据，进行验证，并得到基于实测高光谱数据的浮游植物吸收系数光谱曲线。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国科学院南京地理与湖泊研究所
发明人：	薛坤;马荣华;沈明;段洪涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910505003.3
公开号：	CN110196239A
代理机构：	江苏致邦律师事务所
代理人：	徐蓓;尹妍
分类号：	G01N21/359(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210008 江苏省南京市玄武区北京东路73号
主权项：	1.浑浊水体浮游植物吸收系数光谱遥感反演方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤10：获取待测湖泊在400-750nm波长范围内的实测遥感反射比Rrs数据、水体总吸收系数、浮游植物吸收系数、非色素颗粒物及CDOM的吸收系数及纯水的吸收系数；步骤11：基于实测遥感反射比Rrs数据计算得到水体总吸收系数a(λ)，然后利用红光-近红外3个波段的水体总吸收系数减去纯水吸收系数计算得到674nm处的水体浮游植物吸收系数aph(674)；步骤12：基于步骤10获取的实测浮游植物吸收系数光谱建立400-750nm波段的浮游植物吸收系数的光谱形状查找表；结合步骤11得到的aph(674)，计算得到浮游植物吸收系数光谱曲线aph(λ)的初始值；步骤13：结合步骤11计算得到的aph(674)数值及步骤12建立的光谱形状查找表，基于优化迭代方法的浮游植物吸收系数反演算法，得到优化后的水体总吸收系数减去纯水吸收anw、浮游植物吸收系数aph(λ)和非色素颗粒物及CDOM的吸收系数adg(λ)。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤10中，遥感反射比光谱Rrs(λ)由美国ASD公司生产的地物双通道光谱仪测量得到。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤11中，水体总吸收系数a(λ)由QAA750算法计算得到。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤11中水体浮游植物吸收系数aph(674)的计算步骤如下： aph(674)＝1.546aph-LH0.95 (2) 其中αph-LH为吸收高度线。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述aph(λ)光谱基于公式(3)获取： aph(λ)＝aph(674)(A1ln(aph(674))+A2) (3) 其中系数A1和A2基于构建的浮游植物吸收系数的光谱形状查找表获取。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤13中，基于优化迭代方法的浮游植物吸收系数反演算法流程为：将步骤11和12中计算得到的a(λ)和浮游植物吸收系数作为初始值，首先假设i＝1，计算得到初始的非色素颗粒物及CDOM的吸收系数adg(i)，adg(i)＝anw(i)-aph(i)，然后基于adg随波长增加呈指数形式降低的特征对得到的adg(i)进行曲线拟合，得到拟合后的adg(i+1)，计算两者之间的差值Δ(i)，并进行选择判断，如果Δ(i)的均值小于0.01，则计算得到aph(i)；如果Δ(i)的均值大于等于0.01，则将Δ(i)代入anw(i)，此时i＝i+1，得到去除误差的anw(i+1)，进入第二层迭代，循环n次，直到最终Δ(i+n)的均值小于0.01；第i+n次循环的结果adg(i+n)、aph(i+n)、anw(i+n)为最终输出结果。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤20，预留1/2实测数据，进行基于实测水体总吸收系数的浮游植物吸收系数光谱的计算及验证；以实测的水体总吸收系数为输入参数，代入步骤13获取的反演结果进行计算及验证。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤30，利用步骤20中预留的1/2实测数据，进行基于实测Rrs的浑浊水体浮游植物吸收系数光谱的反演及验证。
所属类别：	发明专利