一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，包括如下步骤：反演水体水温；计算有机污染物降解系数；估算水环境容量。本发明专利技术充分利用遥感数据的便捷性，通过利用遥感数据在反演水面表面温度的准确性和简易性，来对水体水温和表面水温来进行线性关系拟合，准确而又快速的得到了水体的实际温度；并利用反演出的水温和河道信息来计算得到有机污染物降解系数；随后根据土地利用情况，植被覆盖类型，以及社会经济水平确定出的水质量标准来估算缺资料区河流的水环境容量。避免了大量野外测量工作，是研究地区生态指标的突破，对于水环境指标的框架设立具有重要作用。

A Method for Estimating Water Environmental Capacity in Data-deficient Areas Using Remote Sensing Technology

The invention discloses a method for estimating the water environmental capacity of data-deficient areas by using remote sensing technology, which comprises the following steps: inversion of water temperature; calculation of degradation coefficient of organic pollutants; and estimation of water environmental capacity. The present invention makes full use of the convenience of remote sensing data, uses the accuracy and simplicity of remote sensing data to fit the linear relationship between water temperature and surface water temperature, accurately and quickly obtains the actual temperature of water body, and calculates the degradation coefficient of organic pollutants by using the inverted water temperature and river channel information, and then obtains the degradation coefficient of organic pollutants according to the land. The water environmental capacity of rivers in the missing data area is estimated by using the water quality standards determined by the situation, vegetation cover type and socio-economic level. It avoids a lot of field surveying work, is a breakthrough in the study of regional ecological indicators, and plays an important role in the establishment of water environment indicators framework.

【技术实现步骤摘要】
一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法
本专利技术涉及一种方法，尤其涉及一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法。
技术介绍
水环境容量的管理是控制河流污染的关键因素。根据世界能源会议的标准，可以在不同的行业和地区之间适当地获得排放到河流中的污染物总量。已有许多方法用简单或复杂的数学/统计模型来确定水环境容量。许多一维，二维和三维的水质模型已在计算水环境容量上广泛应用，并取得了重大进展。然而总的来说，这些模型对水文和水质的地面观测以及科学专业知识有很高的要求。有几个模型需要广泛的现场测量活动，也可能依赖专家小组，专家意见缺乏透明度，且受专家偏差影响较大。此外，在许多实际应用中，使用者既不可能投入那么高的成本也很难具备必要的科学专业知识。这显着限制了传统水环境容量模型在水文和水质参数地面监测不足的情况下的广泛应用。因此，探索一种基于遥感手段并只使用少量的实测水文水质数据来估算水环境容量的方法具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，包括如下步骤：1)反演水体水温；2)计算有机污染物降解系数；3)估算水环境容量。进一步地，步骤1)利用卫星产品在缺乏详细水文资料的地区进行水体水温反演，其中水体水温通过遥感反演的表面水温Ts与水体水温Tw进行线性拟合得到，表达式如下：其中和分别代表该地区年平均的水温和表面水温，a和b分别是公式使用前率定好的系数。进一步地，步骤2)对以及进行整合得到公式二；其中，u代表水体流速，L代表河段河长，k20代表水体温度在20℃时的k值，Tw代表水体水温；其中，a20和b20是通过公式在温度为20℃时对河道进行流速和河长观测后带入公式率定得到。进一步地，步骤3)依靠步骤2)得到的有机污染物降级系数k以及水质标准Cs标准可带入公式三如下：其中，WEC代表水环境容量，Qp代表污染水流量，Q0代表研究河流上游河段测量流量，C0代表上游河段污染物浓度，x1是指排污口或用水渠道到上游横截面的距离，u代表水体流速。综上，根据以上步骤可简单快速地获得河流水环境容量值。本专利技术的有益效果在于：本专利技术是一种计算河流水环境容量值的方法，与现有方法相比，本专利技术基于遥感数据反演实时河流信息，避免了大量野外测量工作。该方法原理简单且容易操作，方法精度高，能快速河流水环境容量。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，包括以下步骤：步骤一：反演水体水温：通过卫星产品来在缺乏详细水文资料的地区进行水体水温反演，其中水体水温可以通过遥感反演的表面水温与(Ts)水体水温(Tw)进行线性拟合得到，其表达式如下：其中和分别代表该地区年平均的水温和表面水温，a和b分别是公式使用前率定好的系数。步骤二：计算有机污染物降解系数k：在得到水体水温后，通过对(其中，u代表水体流速，L代表河段河长)；以及(k20代表水体温度在20℃时的κ值，Tw代表水体水温)进行整合得到如下公式二：上述公式为现有技术；其中，a20和b20是通过公式在温度为20℃时对河道进行流速和河长观测后带入公式率定得到。步骤三：估算水环境容量：结合步骤二得到的有机污染物降级系数k以及水质标准Cs标准可以带入公式三如下：其中，WEC代表水环境容量，Qp代表污染水流量，Q0代表研究河流上游河段测量流量，C0代表上游河段污染物浓度，x1是指排污口或用水渠道到上游横截面的距离，u代表水体流速。综上，根据以上步骤可简单快速地获得河流水环境容量值。本专利技术充分利用遥感数据的便捷性，通过利用遥感数据在反演水面表面温度的准确性和简易性，来对水体水温和表面水温来进行线性关系拟合，准确而又快速的得到了水体的实际温度；并利用反演出的水温和河道信息来计算得到有机污染物降解系数；随后根据土地利用情况，植被覆盖类型，以及社会经济水平确定出的水质量标准来估算该河流的水环境容量。本专利技术只需要少量的实地观测数据，也不需要专家意见。本专利技术能简单快速地确定水环境容量，避免了大量野外测量工作，是研究地区生态指标的突破，对于水环境指标的框架设立具有重要作用。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征及本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)反演水体水温；2)计算有机污染物降解系数；3)估算水环境容量。

【技术特征摘要】
1.一种使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)反演水体水温；2)计算有机污染物降解系数；3)估算水环境容量。2.根据权利要求1所述的使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，其特征在于：所述步骤1)利用卫星产品在缺乏详细水文资料的地区进行水体水温反演，其中水体水温通过遥感反演的表面水温Ts与水体水温Tw进行线性拟合得到，表达式如下：其中和分别代表该地区年平均的水温和表面水温，a和b分别是公式使用前率定好的系数。3.根据权利要求2所述的使用遥感技术估算缺资料区水环境容量的方法，其特征在于：所述步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长森，杨胜天，郝芳华，刘昌明，邵南方，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11