[发明专利]红潮模式识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红潮模式识别方法。

背景技术

近年来，有害红潮已经成为中国沿海重大灾害之一。它严重破坏海洋渔业生产，恶化海洋环境，损害海滨旅游业，给海洋经济造成巨大损失，是制约沿海地区经济开发和社会发展的重要因素。此外，有些红潮生物的毒素还会通过食物链的转移和积累，使海洋经济动物和人类中毒甚至死亡，危及人体健康。因此，防止和减少红潮灾害造成的损失已成为一项十分迫切的任务。

由于红潮形成机理极其复杂，目前尚无十分有效的办法防止红潮发生，更多通过监测和预报的手段来减少红潮灾害所造成的损失。卫星遥感技术具有快速、同步和大面积监测海洋的特点，对监测突发、持续时间短和影响范围较大的红潮灾害不失为一种理想的监测手段。

发明内容

本申请的一方面公开了一种红潮模式识别方法，可包括：确定与被监控海域关联的红潮相关因子参数；确定出与所述被监控海域关联的水面异常区域范围参数；基于所确定的红潮相关因子参数和所确定的水面异常区域范围参数选择红潮区域样本；以及根据所选择的样本确定出所述被监控海域中已经发生了红潮的区域。

本申请的另一方面还公开了一种红潮模式识别系统，包括：

参数确定单元，确定与被监控海域关联的红潮相关因子参数，以及与所述被监控海域关联的水面异常区域范围参数；

样本选择单元，基于所获取的红潮相关因子参数和所确定的水面异常区域范围参数选择红潮区域样本；以及

红潮区域确定单元，根据所选择的样本确定出所述被监控海域中已经发生了红潮的区域。

本申请的另一方面还公开了这样一种红潮模式识别方法，可包括：

从光学遥感仪器MODIS获取的数据源中确定与被监控海域关联的红潮相关因子参数，其中，所述参数包括叶绿素a浓度、水面表面温度和悬浮泥沙浓度；

从所述数据源的第3通道中获取含有红潮水体的吸收信息；

从所述数据源的第4通道获取含有红潮水体的反射信息；以及

将所述两通道反射率的比值大于预定值的数据确定为水面异常区域范围参数；

基于所获取的红潮相关因子参数和所确定的水面异常区域范围参数选择红潮区域样本；以及

通过对所选择的样本进行监督分类确定出所述被监控海域中已经发生了红潮的区域。

附图说明

图1为根据本申请一个示例性实施方式的潮模式识别方法的流程图。

图2为根据本申请一个示例性实施方式的预处理的流程图。

图3为根据本申请一个示例性实施方式的潮模式识别系统的方框图。

具体实施方式

下面参照附图对本申请的示例性实施方式进行描述。

如图1所示为根据本申请一个实施方式的红潮模式识别方法1000。如图所示，在步骤S101中确定与被监控海域关联的红潮相关因子参数。在一个实施方式中，可例如从搭载于Terra卫星和Aqua卫星上的光学遥感仪器MODIS(moderate-resolution imaging spectroradiometer；中分辨率成像光谱仪)获取的数据源中获取红潮相关因子参数。MODIS数据具有8-16个专为海洋探测设计的通道，具有波段窄、信噪比高、波谱敏感性好等特点。红潮水体与非红潮水体光谱相比具有明显的吸收峰和反射峰，因此，在MODIS影像上，相应波段信号会发生不同程度的增强或减弱，使得红潮水体容易被识别。下面将以MODIS卫星数据为例对本申请的实施方式进行描述。

红潮相关因子参数可例如包括水面表面温度和叶绿素a浓度中的一个或多个。在一个实施方式中，水面表面温度的提取是通过多通道分裂窗算法模式实现。例如，可通过下面的公式1)来从MODIS数据源中反演水面表面温度。

其中，

T_SST为反演的水面表面温度，T₃₁和T₃₂分别为MODIS 1B(MODIS数据标定和技术支持组开发的1B软件系统)的第31通道和第32通道的亮度温度；

φ为卫星天顶角，可从MOD03(MODIS数据地理定位文件)或MYD03(MODIS太阳天顶角数据)数据集中直接获取；以及

C1，C2，C3和C4分别为经验常数，对Terra卫星，它们的数值可分别为：4.9261，0.9888，0.1301和1.627；而对Aqua卫星，其值可分别为：1.886，0.938，0.128和1.094。