湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法、装置、介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法、装置、介质和设备，属于遥感技术领域。本发明专利技术以遥感影像各个像元的空间位置为横坐标x和纵坐标y，以该像元蓝藻水华的发生次数为坐标z，构建一段时间段的蓝藻水华空间分布多边形体，并获取其中心点坐标，根据不同时间段的中心点坐标的变化，可以准确的、定量化的分析湖库蓝藻水华发生区域的空间分布特征变化情况，有利于精准实施蓝藻水华防控措施，开展湖库蓝藻水华预警防控工作。开展湖库蓝藻水华预警防控工作。开展湖库蓝藻水华预警防控工作。

【技术实现步骤摘要】
湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法、装置、介质和设备


[0001]本专利技术涉及遥感
，特别是指一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法、装置、介质和设备。

技术介绍

[0002]社会经济的快速发展导致水环境承载力长期超载，一些富营养化湖库所在流域水资源匮乏，生态环境脆弱，湖库蓝藻水华频发，进一步开展湖库蓝藻水华时空特征分析有利于蓝藻水华防控。
[0003]现有技术通常利用不同卫星遥感数据开展长时间序列蓝藻水华时空分析，基于提取的蓝藻水华二值图，可分析出蓝藻水华一定时期内的空间分布特征情况，通过空间叠加得到水华空间频次或频率图。但是这种分析都是定性的描述蓝藻水华发生区域空间特征变化情况，无法开展定量化的空间特征变化情况描述，无法准确定量的地掌握蓝藻水华发生的空间变化特征，不利于进一步开展湖库蓝藻水华预警防控工作。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法、装置、介质和设备，可以准确的、定量化的分析湖库蓝藻水华发生区域的空间分布特征变化情况，有利于精准实施蓝藻水华防控措施，开展湖库蓝藻水华预警防控工作。。
[0005]本专利技术提供技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法，所述方法包括：
[0007]S1：获取覆盖湖库区域的指定时间范围内的遥感影像序列；
[0008]S2：对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行蓝藻水华提取，得到多幅蓝藻水华二值图；
[0009]其中，所述蓝藻水华二值图的像元值为1表示该像元为蓝藻水华，像元值为0表示该像元为正常水体；
[0010]S3：将所有蓝藻水华二值图进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；
[0011]S4：对所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的每个像元，以该像元的中心点的经度和纬度作为横坐标和纵坐标，以该像元的取值为竖坐标，构造蓝藻水华空间分布多边形体；
[0012]S5：计算所述蓝藻水华空间分布多边形体的中心点坐标；
[0013]S6：比较所述指定时间范围对应的中心点坐标与其他时间范围对应的中心点坐标的变化，得到定量化的蓝藻水华空间分布变化结果。
[0014]进一步的，所述S2包括：
[0015]S21：对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行预处理，得到多幅遥感反射率影像；
[0016]S22：从所述遥感反射率影像上得到湖库区域的遥感反射率影像；
[0017]S23：提取所述湖库区域的遥感反射率影像的归一化植被指数，得到归一化植被指
数分布影像；
[0018]S24：将所述归一化植被指数分布影像的每个像元与设定的阈值进行比较，若比较通过，则将该像元的值设置为1，否则将该像元的值设置为0，得到所述蓝藻水华二值图。
[0019]进一步的，所述预处理包括几何校正、空间剪裁、辐射定标、表观反射率计算和大气校正。
[0020]进一步的，所述S22包括：
[0021]利用已知湖库边界对所述遥感反射率影像进行图像裁剪运算，得到湖库区域的遥感反射率影像；
[0022]或者，
[0023]对所述遥感反射率影像进行水陆分离，得到初步确定的湖库区域的遥感反射率影像；
[0024]对初步确定的湖库区域的遥感反射率影像进行边缘掩膜运算，得到湖库区域的遥感反射率影像。
[0025]第二方面，本专利技术提供一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述装置，所述装置包括：
[0026]遥感影像获取模块，用于获取覆盖湖库区域的指定时间范围内的遥感影像序列；
[0027]蓝藻水华二值图获取模块，用于对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行蓝藻水华提取，得到多幅蓝藻水华二值图；
[0028]其中，所述蓝藻水华二值图的像元值为1表示该像元为蓝藻水华，像元值为0表示该像元为正常水体；
[0029]蓝藻水华空间分布叠加栅格图获取模块，用于将所有蓝藻水华二值图进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；
[0030]蓝藻水华空间分布多边形体获取模块，用于对所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的每个像元，以该像元的中心点的经度和纬度作为横坐标和纵坐标，以该像元的取值为竖坐标，构造蓝藻水华空间分布多边形体；
[0031]中心点坐标获取模块，用于计算所述蓝藻水华空间分布多边形体的中心点坐标；
[0032]定量化分析模块，用于比较所述指定时间范围对应的中心点坐标与其他时间范围对应的中心点坐标的变化，得到定量化的蓝藻水华空间分布变化结果。
[0033]进一步的，所述蓝藻水华二值图获取模块包括：
[0034]遥感反射率影像获取单元，用于对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行预处理，得到多幅遥感反射率影像；
[0035]湖库遥感反射率影像获取单元，用于从所述遥感反射率影像上得到湖库区域的遥感反射率影像；
[0036]归一化植被指数分布影像获取单元，用于提取所述湖库区域的遥感反射率影像的归一化植被指数，得到归一化植被指数分布影像；
[0037]蓝藻水华二值图获取单元，用于提将所述归一化植被指数分布影像的每个像元与设定的阈值进行比较，若比较通过，则将该像元的值设置为1，否则将该像元的值设置为0，得到所述蓝藻水华二值图。
[0038]进一步的，所述预处理包括几何校正、空间剪裁、辐射定标、表观反射率计算和大气校正。
[0039]进一步的，所述湖库遥感反射率影像获取单元用于：
[0040]利用已知湖库边界对所述遥感反射率影像进行图像裁剪运算，得到湖库区域的遥感反射率影像；
[0041]或者，
[0042]对所述遥感反射率影像进行水陆分离，得到初步确定的湖库区域的遥感反射率影像；
[0043]对初步确定的湖库区域的遥感反射率影像进行边缘掩膜运算，得到湖库区域的遥感反射率影像。
[0044]第三方面，本专利技术提供一种用于湖库蓝藻水华空间分布定量描述的计算机可读存储介质，包括用于存储处理器可执行指令的存储器，所述指令被所述处理器执行时实现包括前述第一方面所述的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法的步骤。
[0045]第四方面，本专利技术提供一种用于湖库蓝藻水华空间分布定量描述的设备，包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现前述第一方面所述的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法的步骤。
[0046]本专利技术具有以下有益效果：
[0047]本专利技术以遥感影像各个像元的空间位置为横坐标x和纵坐标y，以该像元蓝藻水华的发生次数为坐标z，构建一段时间段的蓝藻水华空间分布多边形体，并获取其中心点坐标，根据不同时间段的中心点坐标的变化，可以准确的、定量化的分析湖库蓝藻水华发生区域的空间分布特征变化情况，有利于精准实施蓝藻水华防控措施，开展湖库蓝藻水华预警防控工作。
附图说明
[0048]图1为本专利技术的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取覆盖湖库区域的指定时间范围内的遥感影像序列；S2：对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行蓝藻水华提取，得到多幅蓝藻水华二值图；其中，所述蓝藻水华二值图的像元值为1表示该像元为蓝藻水华，像元值为0表示该像元为正常水体；S3：将所有蓝藻水华二值图进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；S4：对所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的每个像元，以该像元的中心点的经度和纬度作为横坐标和纵坐标，以该像元的取值为竖坐标，构造蓝藻水华空间分布多边形体；S5：计算所述蓝藻水华空间分布多边形体的中心点坐标；S6：比较所述指定时间范围对应的中心点坐标与其他时间范围对应的中心点坐标的变化，得到定量化的蓝藻水华空间分布变化结果。2.根据权利要求1所述的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法，其特征在于，所述S2包括：S21：对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行预处理，得到多幅遥感反射率影像；S22：从所述遥感反射率影像上得到湖库区域的遥感反射率影像；S23：提取所述湖库区域的遥感反射率影像的归一化植被指数，得到归一化植被指数分布影像；S24：将所述归一化植被指数分布影像的每个像元与设定的阈值进行比较，若比较通过，则将该像元的值设置为1，否则将该像元的值设置为0，得到所述蓝藻水华二值图。3.根据权利要求2所述的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法，其特征在于，所述预处理包括几何校正、空间剪裁、辐射定标、表观反射率计算和大气校正。4.根据权利要求3所述的湖库蓝藻水华空间分布定量描述方法，其特征在于，所述S22包括：利用已知湖库边界对所述遥感反射率影像进行图像裁剪运算，得到湖库区域的遥感反射率影像；或者，对所述遥感反射率影像进行水陆分离，得到初步确定的湖库区域的遥感反射率影像；对初步确定的湖库区域的遥感反射率影像进行边缘掩膜运算，得到湖库区域的遥感反射率影像。5.一种湖库蓝藻水华空间分布定量描述装置，其特征在于，所述装置包括：遥感影像获取模块，用于获取覆盖湖库区域的指定时间范围内的遥感影像序列；蓝藻水华二值图获取模块，用于对所述遥感影像序列的每景遥感影像进行蓝藻水华提取，得到多幅蓝藻水华二值图；其中，所述蓝藻水华二值图的像元值为1表示该像元为蓝藻水华，像元值为0表示该像元为正常水体；蓝藻水华空间分布叠加栅格图获取模块，用于将所有蓝藻水华...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕，王晨，王雪蕾，贾兴，张晓刚，杨红艳，周亚明，冯爱萍，王庆涛，赵乾，朱南华诺娃，王楠，徐丹，
申请(专利权)人：生态环境部卫星环境应用中心，
类型：发明
国别省市：