[发明专利]水体色度快速检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种水体色度快速检测方法和装置，属于水体监测领域。该方法对色度卡上每一个级别进行光谱信息采集，并进行光谱信息预处理获取每个级别在RGB波段的光谱反射值；对待检测的遥感影像进行遥感影像预处理，获取所有像元在RGB波段的遥感反射值；依据每个级别的RGB波段的光谱反射值和每个像元的RGB波段的遥感反射值，对所有像元进行色度级别的判别，获取每个像元的色度级别，最终获取不同色度级别水体的面积和空间分布。本发明不仅可以避免传统人为因素、天气、光照等因素导致的水体色度不精确的缺陷，还可以简单、自动化、快速、大范围的获取水体色度的空间分布状况，检测结果具有一致性，为区域水环境质量的整体评估提供必要的技术支撑。

技术领域

本发明涉及水体监测领域，特别是指一种水体色度快速检测方法和装置。

背景技术

水体色度可直观的反映水体的质量状况，是海洋水环境监测项目之一。随着海岸带经济的快速发展，不合理的开发利用以及农药化肥的过度使用，导致近岸海域水体富营养化，浒苔、赤潮、马尾藻等生态灾害频发，甚至发生水环境污染事件。无论是水体富营养化导致的生态灾害，还是突发环境事件导致的环境污染，均会导致水体颜色发生改变。为了对水环境质量状况进行评估，需要对水体的颜色(色度)进行检测，以精确的评价水体质量，服务于水环境监管。

目前的海洋水体色度的测量主要是依据现场水体的颜色，利用比色卡和现场水体对比进行目视判断，进而确定水体的色度属于那一个级别，作为判断水体质量状况评价的重要参数。

近些年来遥感技术凭借宏观、客观、大范围、瞬时、经济等优势在水环境质量监测领域发挥了越来越重要的作用。水体的颜色除受水体自身对光的吸收、散射、反射的影响外，还受到水体中叶绿素a、悬浮颗粒物、黄色物质等水体组分的影响，同时也受光照、风场、波浪等周围环境因素的影响，水体颜色是水体自身、水体组分及环境要素综合作用的结果。水体颜色的反演技术主要集中在水体组分的浓度反演，目的是获取水体中不同组分的浓度，用来评价水环境质量状况，其主要原理是依据不同水体组分在水体中的吸收和后向散射系数差异，获取水面以上的遥感反射率，进而反演水体组分的浓度。

目前，传统的通过比色计进行水体色度的检测，存在以下几个缺点：首先，由于现场测量水体色度，测量的点位有限，不能全面反映区域水体的整体色度状况，代表性不足；其次，现场水体的色度级别是依赖于操作员的眼睛来判断，存在随机性，不同的人因视力(近视情况、辨色情况等)等原因对同一水体的判读可能导致较大差异，造成水体色度判读的人为误差；第三，受天气、光照、海浪及太阳耀斑等的影响，水体色度的判读存在一定的随机性，不能准确反映实际水体的色度大小。

目前，通过遥感技术进行水体颜色反演的技术，普遍存在自动化程度低，操作复杂等缺陷，无法快速获取水体的颜色，可操作性差，实用性不强，难以满足水环境的监管的需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种水体色度快速检测方法和装置，本发明可以快速、准确的获取大范围水体色度的空间分布，为水环境质量监测与评估提供支持，为水环境突发环境事件监管提供支撑。

本发明提供技术方案如下：

一种水体色度快速检测方法，所述方法包括：

S1：获取色度卡，并对所述色度卡的每一个级别分别进行光谱采集，得到色度卡的每一个级别的光谱信息；

S2：分别对色度卡的每一个级别的光谱信息进行光谱信息预处理，得到色度卡的每一个级别的红、绿、蓝波段的光谱反射值R_Yi，G_Yi，B_Yi；

其中，Yi为色度卡的第i个级别，i＝1,2,…,N，N为色度卡的总级别数；

S3：获取包括待检测水体的遥感影像，并对所述遥感影像进行遥感影像预处理，得到遥感反射率影像；