[发明专利]一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统和方法

说明书

本发明提供一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统和方法，其中，系统包括：硬件层、逻辑层、网络层和应用层；硬件层与逻辑层连接，逻辑层与网络层连接，网络层与应用层连接；硬件层包括有多个卫星，通过多个卫星获取遥感波段数据；通过逻辑层对遥感波段数据进行遥感预处理，采用并行线程池对滤波后的遥感波段数据进行云图再验处理，获取遥感影像数据；网络层基于贝叶斯线性回归模型对遥感影像数据进行计算，获取地面数据；应用层对地面数据和遥感影像数据进行实时或定时的数据可视化转换，获取水质监测指标数据，并进行存储。本发明能够保证系统的普适性、准确性、可靠性和稳定性。

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统和方法。

背景技术

随着遥感技术的不断发展，遥感技术越来越多被应用于水质监测领域。遥感技术作为一种区域性监测手段，能够克服常规水质监测方法的不足。利用遥感数据计算水质参数，实质上是依据预先设置的反演模型进行计算的过程。

但是现有技术中，主要应用单光谱、多光谱等卫星遥感数据对常规水质数据进行反演，存在的问题有：(1)反演模型选择简单，大多模型考虑的是线性拟合方法，一部分使用了指数拟合方法，少部分选择了机器学习算法的基础模型。使用简单模型进行水质拟合(即使是多个简单模型的并行)会导致适应范围窄，普遍性差，最终只能实现一种或两种类型的水质反演，无法适应特殊水质(如异常水质)的情况；(2)反演模型使用的遥感波段单一，现有技术大多选择相关性最强的某一个波段或一两个波段的简单组合，例如哨兵2号卫星有12个波段可供选择，模型数据利用率低下，若选取的单一波段或者一两个波段的误差较大，例如选取的波段并未很好的反映出采集断面有误的情况(而未选取的其他波段往往能够反映)，而在不进行云图再验步骤时，使用这种波段数据进行常规水质拟合，会对模型拟合造成极大的干扰，且由该情况导致的误差项无法修正，只能剔除整组数据，使得模型准确度降低、拟合优度变差；(3)对输入反演模型的波段数据缺少云图再验步骤，使得模型往往利用了错误的遥感数据进行拟合或训练，导致某一个或多个错误断面上的点影响了整个模型的拟合或训练方向。且仅仅分析波段数据，无论是表格形式还是数据库形式的，没有经过使用卫星地图进行目视验证的结果都是不可靠的，采用这样的波段数据进行的拟合，其模型输出的结果与实际相差较大，不具有可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统和方法。

一种基于遥感波段组合的常规水质监测系统，包括：硬件层、逻辑层、网络层和应用层；所述硬件层与所述逻辑层连接，所述逻辑层与所述网络层连接，所述网络层与所述应用层连接；所述硬件层包括有多个卫星，通过多个卫星获取遥感波段数据，并发送至所述逻辑层；所述逻辑层对所述遥感波段数据进行遥感预处理，通过并行线程池对滤波后的遥感波段数据进行云图再验处理，获取遥感影像数据，并发送至所述网络层；所述网络层基于贝叶斯线性回归模型对所述遥感影像数据进行计算，获取地面数据，将所述地面数据和遥感影像数据一并发送至所述应用层；所述应用层对所述地面数据和遥感影像数据进行实时或定时的数据可视化转换，获取水质监测指标数据，并进行存储。

在其中一个实施例中，还包括：辅助层，所述硬件层、逻辑层、网络层和应用层均与所述辅助层连接，所述辅助层用于提供数据支持和加速服务。

在其中一个实施例中，所述多个卫星为高分系列卫星、资源系列卫星、哨兵系列卫星和其他探测波段位于可见光波段或红外波段的在营卫星。

在其中一个实施例中，所述遥感预处理包括：图像定标、图像增强、图像纠正、正射校正、图像镶嵌、数据融合、图像变换、信息提取和内容分类的处理。