[发明专利]基于悬浮物示踪的江水倒灌入湖遥感监测方法

权利要求书

1.一种基于悬浮物示踪的江水倒灌入湖遥感监测方法，其特征在于，包括：

从卫星遥感影像中提取待监测湖区水体影像，获取卫星遥感反射率数据；

基于遥感反射率数据构建湖泊水体悬浮物浓度遥感反演模型，反演获得每景遥感影像的湖区水体悬浮物浓度时空分布；

所述悬浮物浓度遥感反演模型为指数模型，如下所示：

其中，为悬浮物浓度；a、b为拟合系数；为输入波段或波段组合；

建立反演模型使用的波段组合采用红波段和绿波段均减去近红外波段后的比值形式，如下所示：

式中，R、G、NIR分别指红波段、绿波段、近红外波段的遥感反射率；

基于流向湖泊水体悬浮物浓度变化构建水体悬浮物浓度突变分界线；所述水体悬浮物浓度突变分界线定义为：以前一个时刻水体悬浮物浓度的空间分布为本底，后一个时刻减去前一个时刻水体悬浮物浓度的空间分布，当悬浮物浓度变化梯度，即浓度值之差的绝对值与较大浓度值的比值大于0.9时，变化区域的浓度差值的低值线即为突变分界线；

基于水体悬浮物浓度突变分界线移向判断此时江水是否发生倒灌。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星遥感影像为获取用于监测水环境指标的卫星数据的卫星遥感影像；为MODIS、GOCI、MERIS、Landsat、Sentinel、VIIRS、SPOT、环境卫星、高分卫星中的一种或多种组合；对水体影像进行几何校正、辐射校正和大气校正处理，获取卫星遥感反射率数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待监测湖区水体影像的提取方式为：计算遥感影像NDWI指数，通过阈值分割提取水体影像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湖泊水体悬浮物浓度遥感反演模型构建方式为：

1）对不同波段的遥感反射率与悬浮物浓度进行相关性分析，确定敏感波段；

2）结合遥感反射率数据或实测数据模拟的卫星遥感反射率数据与相应的悬浮物浓度数据，通过经验模型法或半分析模型法，将选取的敏感波段与实测悬浮物浓度建立关系式，即所述湖泊水体悬浮物浓度遥感反演模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选取645nm、859nm、555nm作为悬浮物浓度的敏感波段建立悬浮物浓度遥感反演模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述江水发生倒灌的判断方式为：如果流向湖泊水体悬浮物浓度突然变大或变小，并且水体悬浮物浓度突变分界线向湖区移动，代表此时江水发生倒灌，即为江水倒灌入湖的开始时间；基于时间分辨率小于1天的序列图像进行江水倒灌判断。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括判别倒灌发生时间、倒灌时长、结束时间及影响范围；突变分界线位置变化向上游湖体移动时，倒灌时间开始；当在某一时刻突变分界线静止不动，并开始向下游移动的趋势时，倒灌时间结束；此时的分界线至出湖口范围即为倒灌影响范围；倒灌时长为倒灌开始至结束时刻的时间。