土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法和装置，属于遥感技术领域。针对蓝藻水华发生的不确定性问题，本发明专利技术提出了表示蓝藻水华发生频率的蓝藻水华风险频率指数CRFI，为解决土地利用与蓝藻水华之间的定量关系的问题，本发明专利技术利用蓝藻水华风险频率指数，结合湖泊周边土地利用结果，将欧氏距离、多元回归模型和网格分析法相结合，计算得到不同土地利用类型的蓝藻水华漂移强度系数。解释了土地利用分类结果与蓝藻水华之间的定量关系，分析土地利用类型对水华的定量影响，以期为湖泊蓝藻水华治理决策提供参考，为湖泊流域的水体环境保护措施提供建议。湖泊流域的水体环境保护措施提供建议。湖泊流域的水体环境保护措施提供建议。

【技术实现步骤摘要】
土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法和装置


[0001]本专利技术涉及遥感
，特别是指一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法和装置。

技术介绍

[0002]近20年来，受人类活动及气候变化的影响，湖泊所在流域土地利用/覆被在组成结构和空间分布上都发生了较大改变。同一时期湖泊蓝藻水华暴发、水质恶化等问题严重，以氮、磷指标评价得到的结论，一些湖泊富营养化已经很严重，导致湖泊流域生态系统遭受破坏。湖泊蓝藻水华暴发及治理与保护成效不明显的一个原因是没有充分认识到土地利用/覆被对城市湖泊水污染的影响机制。
[0003]随着经济的快速发展，人类日益频繁的生产活动对湖泊生态环境造成了严重的破环，蓝藻水华、水体富营养化等现象敲响了水环境恶化的警钟。随着卫星遥感空间技术与地理信息技术研究的不断深入，将遥感科学技术应用到水环境的监测中，对湖泊生态环境的保护、污染的治理及土地合理利用，具有重要的研究意义。随着流域生态环境保护工作的深化和管理部门针对水环境管理需求的不断提高，需要明确土地利用变化与蓝藻水华暴发关系，以更好地满足人民群众对优美生态环境的需求。
[0004]复杂的蓝藻水华发生机制导致其不确定性的存在，不确定性存在于其是否暴发、暴发的面积，暴发的强度，总的来说是蓝藻水华的发生具有不确定性。目前国内学者的研究重点是流域土地利用/覆被对湖泊水质的影响，已经有一些国外学者研究了流域土地利用/覆被对蓝藻水华的影响。但是，这些研究大多是定性地说明蓝藻水华与土地利用/覆被有关，没有对不同土地利用类型对水华的影响系数进行探讨，不能够说明土地利用/覆被与蓝藻水华之间的定量关系。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法和装置，解释了土地利用分类结果与蓝藻水华之间的定量关系，为湖泊蓝藻水华治理决策提供参考，为湖泊流域的水体环境保护措施提供建议。
[0006]本专利技术提供技术方案如下：
[0007]一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，所述方法包括：
[0008]S1：获取待研究湖泊区域的一段时期内的不同时间点的多景遥感影像；
[0009]S2：对每景遥感影像进行蓝藻水华提取，根据所有遥感影像的蓝藻水华提取结果得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；
[0010]S3：获取待研究湖泊区域的与所述多景遥感影像同一段时期的土地利用类型数据；
[0011]S4：根据所述土地利用类型数据计算各个土地利用类型的欧氏距离X
i
；
[0012]其中，i为土地利用类型的编号，i＝1,2,
…
,n，n为土地利用类型的总数；
[0013]S5：根据如下模型公式，采用最小二乘法的多元回归方法求得CDI
i
；
[0014][0015]其中，C为常数，CDI
i
为各个土地利用类型与蓝藻水华风险的定量关系。
[0016]进一步的，所述S2包括：
[0017]S21：对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像；
[0018]其中，所述蓝藻水华二值图像的像元值为1代表该像元为蓝藻水华，所述蓝藻水华二值图像的像元值为0代表该像元为非蓝藻水华；
[0019]S22：将所有蓝藻水华二值图像进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；
[0020]其中，所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的像元值t代表该像元发生蓝藻水华的次数；
[0021]S23：根据所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的各个像元的像元值t以及所述多景遥感影像的总景数T计算得到各个像元的蓝藻水华风险频率f；
[0022]其中，f＝t/T*100％；
[0023]S24：将各个像元的蓝藻水华风险频率f进行归一化，得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；
[0024]其中，所有像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI之和为1。
[0025]进一步的，所述S4包括：
[0026]利用ArcMap软件的Euclidean Diatance工具计算各个土地利用类型的欧氏距离X
i
。
[0027]进一步的，所述S3包括：
[0028]S31：获取待研究湖泊区域的与所述多景遥感影像同一段时期的Landsat卫星数据；
[0029]S32：对所述Landsat卫星数据进行预处理操作；其中，所述预处理操作包括辐射定标、大气校正、图像镶嵌和图像裁剪；
[0030]S33：根据预处理后的Landsat卫星数据对各个土地利用类型进行提取，得到所述土地利用类型数据。
[0031]进一步的，所述土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地。
[0032]一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定装置，所述装置包括：
[0033]影像获取模块，用于获取待研究湖泊区域的一段时期内的不同时间点的多景遥感影像；
[0034]蓝藻水华风险频率指数计算模块，用于对每景遥感影像进行蓝藻水华提取，根据所有遥感影像的蓝藻水华提取结果得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；
[0035]土地利用类型获取模块，用于获取待研究湖泊区域的与所述多景遥感影像同一段时期的土地利用类型数据；
[0036]欧氏距离计算模块，用于根据所述土地利用类型数据计算各个土地利用类型的欧氏距离X
i
；
[0037]其中，i为土地利用类型的编号，i＝1,2,
…
,n，n为土地利用类型的总数；
[0038]定量关系计算模块，用于根据如下模型公式，采用最小二乘法的多元回归方法求得CDI
i
；
[0039][0040]其中，C为常数，CDI
i
为各个土地利用类型与蓝藻水华风险的定量关系。
[0041]进一步的，所述蓝藻水华风险频率指数计算模块包括：
[0042]蓝藻水华提取单元，用于对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像；
[0043]其中，所述蓝藻水华二值图像的像元值为1代表该像元为蓝藻水华，所述蓝藻水华二值图像的像元值为0代表该像元为非蓝藻水华；
[0044]栅格叠加单元，用于将所有蓝藻水华二值图像进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；
[0045]其中，所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的像元值t代表该像元发生蓝藻水华的次数；
[0046]蓝藻水华风险频率计算单元，用于根据所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的各个像元的像元值t以及所述多景遥感影像的总景数T计算得到各个像元的蓝藻水华风险频率f；
[0047]其中，f＝t/T*100％；
[0048]蓝藻水华风险频率指数计算单元，用于将各个像元的蓝藻水华风险频率f进行归一化，得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；
[0049]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取待研究湖泊区域的一段时期内的不同时间点的多景遥感影像；S2：对每景遥感影像进行蓝藻水华提取，根据所有遥感影像的蓝藻水华提取结果得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；S3：获取待研究湖泊区域的与所述多景遥感影像同一段时期的土地利用类型数据；S4：根据所述土地利用类型数据计算各个土地利用类型的欧氏距离X
i
；其中，i为土地利用类型的编号，i＝1,2,
…
,n，n为土地利用类型的总数；S5：根据如下模型公式，采用最小二乘法的多元回归方法求得CDI
i
；其中，C为常数，CDI
i
为各个土地利用类型与蓝藻水华风险的定量关系。2.根据权利要求1所述的土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，其特征在于，所述S2包括：S21：对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像；其中，所述蓝藻水华二值图像的像元值为1代表该像元为蓝藻水华，所述蓝藻水华二值图像的像元值为0代表该像元为非蓝藻水华；S22：将所有蓝藻水华二值图像进行空间叠加，得到蓝藻水华空间分布叠加栅格图；其中，所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的像元值t代表该像元发生蓝藻水华的次数；S23：根据所述蓝藻水华空间分布叠加栅格图的各个像元的像元值t以及所述多景遥感影像的总景数T计算得到各个像元的蓝藻水华风险频率f；其中，f＝t/T*100％；S24：将各个像元的蓝藻水华风险频率f进行归一化，得到各个像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI；其中，所有像元的蓝藻水华风险频率指数CRFI之和为1。3.根据权利要求2所述的土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，其特征在于，所述S4包括：利用ArcMap软件的Euclidean Diatance工具计算各个土地利用类型的欧氏距离X
i
。4.根据权利要求3所述的土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，其特征在于，所述S3包括：S31：获取待研究湖泊区域的与所述多景遥感影像同一段时期的Landsat卫星数据；S32：对所述Landsat卫星数据进行预处理操作；其中，所述预处理操作包括辐射定标、大气校正、图像镶嵌和图像裁剪；S33：根据预处理后的Landsat卫星数据对各个土地利用类型进行提取，得到所述土地利用类型数据。5.根据权利要求1
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4任一所述的土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定方法，其特征在于，所述土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地。6.一种土地利用类型与蓝藻水华风险定量关系确定装置，其特征在于，所述装置包括：影像获取模块，用于获取待研究湖泊区域的一段时期内的不同时间点的多景遥...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕，田子平，贾兴，杨红艳，周亚明，冯爱萍，王晨，张晓刚，赵乾，王庆涛，白志杰，周春艳，
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：