[发明专利]一种基于多源数据的高精度水污染溯源方法

说明书

本发明提供一种基于多源数据的高精度水污染溯源方法，涉及多源数据的收集领域，包括获取整体水域的高分辨率卫星影像，提取水域面积影像；根据水域面积影像及整体水域中所有检测站点检测到的水质指标浓度建立水质反演模型，获取水域面积中的各位置的水质指标；根据水质模型求取污染物的排放位置及对应排放量的平均值作为初始值；根据初始值及水域面积内实际水质数据组建误差方程，根据最小二乘法求取污染物的排放位置和排放量的最优解。本发明针对整体水域进行水污染溯源，避免了人为将污染水域提取出来再进行水污染溯源的主观局限，大大减少了工作量；基于最小二乘的最优化估计方法，最大程度还原数据的真实值，实现水域污染源的快速精准定位。

技术领域

本发明属于多源数据的收集技术领域，尤其涉及一种基于多源数据的高精度水污染溯源方法。

背景技术

近些年来，在各种因素的影响之下，水资源的生态环境已面临着危机，水污染事故更是频发不断。而现有的水污染溯源通常是以人工手段的方法为主，具体包括结合在河流、湖泊沿岸地面设置常规监测断面所监测的地面实测数据，对污染源进行实地走访排查，以及针对不同排污企业和源头建立污染样本数据库，通过实地取样与数据库进行比对得到污染来源。

人工手段的排查方法在一定程度上会耗费掉大量的人力物力，也会浪费掉大量的时间，导致监测结果不具备时效性，同时人工手段只能进行“点”状监测，监测范围小，若要进行大范围的排查，工作量极大。并且，该种人工的方法具有很强的主观性，在监测过程中难免会出现一些受人为因素干扰的现象。

随着遥感技术的发展与应用，也给水质监测及水污染溯源领域树立了新观念，拓宽了新思路。卫星遥感技术在水环境监测中具有范围广、速度快、成本低且便于进行长期动态监测等优点。而一种基于卫星的水污染溯源方法不仅在极大减少人力物力的情况下进行大空间尺度范围的排查，而且可以通过基于建模的最优化估计方法实现对污染物的快速精准溯源，以此达到水污染立体化动态监测的目的。

现有申请号为201911252755.X的相关专利申请，虽然涉及到了利用卫星遥感的手段对水污染进行监测，但是在方法的选择以及具体的实现层面还是存在一些缺陷，该申请中的水污染溯源方法需要人为地将污染水域先提取出来，然后再进行溯源，在水域面积较大的情况下将污染水域提取出来工作量较大，同时也会带来人为主观因素的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于多源数据的高精度水污染溯源方法，针对整体水域进行水污染溯源，结合高分辨率卫星影像与实际监测数据对各个水质指标进行提取，对多种水质指标加权得出水污染结果，大大提高了水污染溯源的精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多源数据的高精度水污染溯源方法，包括：

获取整体水域的高分辨率卫星影像，根据所述卫星影像提取水域面积影像；

根据所述水域面积影像结合整体水域中所有检测站点检测到的水质指标浓度建立水质反演模型，获取所述水域面积中的各位置的水质指标；

根据所述各位置的水质指标及水质模型求取污染物的排放位置及对应排放量的平均值作为初始值；

根据所述初始值及水域面积内实际水质数据组建误差方程，根据最小二乘法求取污染物的排放位置和排放量的最优解。

作为本发明的进一步改进，所述获取整体水域的高分辨率卫星影像，根据所述卫星影像提取水域面积影像，包括：

通过卫星遥感获取整体水域的高分辨率卫星影像；

对所述卫星影像进行预处理，获得具有真实表观反射率的卫星影像，同时进一步获取水域面积影像。

作为本发明的进一步改进，所述根据各位置的水质指标及水质模型求取污染物的排放位置及对应排放量的平均值作为初始值，包括：