【技术实现步骤摘要】
一种近岸藻类生长情况监测方法及其监测装置
[0001]本专利技术涉及水体水生植物监测
，尤其涉及一种近岸藻类生长情况监测方法及其监测装置。
技术介绍
[0002]着生藻类是营附或固着在水底、沿岸、水草或其他水中突出物、漂浮物上的藻类，是水生态系统中重要的生物组成部分和初级生产者之一。其生长位置相对固定，生长环境较为多样，且对水质变化反应敏感。大量着生藻类死亡上浮对水体水质、水体内其他生物及水体沿线用水设备造成了巨大影响，分析水体的着生藻生长情况并掌握其动态发展趋势，是保障水质安全中不可或缺的一环。
[0003]CN101980246B的中国专利技术专利公开了一种检测各种藻类及害虫爆发性繁殖方法，通过采集图像特征来判断藻类等生物的繁殖状态，其通过彩色CCD相机和图像采集卡定时定点获得图样并存储，通过计算机图像处理程序转换为灰度图像再计算一维和零维贝蒂数，得出关于平均值的月变化曲线图。但是摄像机对于水面的微生物和藻类具有较好的捕捉效果，对于水下的状况捕捉效果非常有限，难以全面、可靠的反映水体内藻类微生物的实时变化情...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种近岸藻类生长情况监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在水体的坡岸处配置水上摄像机(2)和水下摄像机(3)，水上摄像机(2)的取景部正对水体上表面设置；水下摄像机(3)沿着坡岸的倾斜方向伸入水体内部；S2：使用水上摄像机(2)获取第一图像，水下摄像机(3)获取第二图像；并发送至远程监测服务器中；S3：远程监测服务器对获得的第一图像和第二图像进行光谱分析，确定水岸线位置、着生藻生长区域；S4：进行水质评价参数计算，获得监测结果。2.根据权利要求1所述的一种近岸藻类生长情况监测方法，其特征在于，步骤S3所述对获得的第一图像和第二图像进行光谱分析，是采用基于红绿蓝三个光谱图像的方法进行光谱分析。3.根据权利要求2所述的一种近岸藻类生长情况监测方法，其特征在于，所述确定水岸线位置，是对获得第一图像所在的平面像素坐标系中，平面像素坐标系具有水平方向的X轴和垂直于X轴方向的Y轴，在平面像素坐标系内任取若干像素点并沿着X轴方向构造直线，沿着该构造直线取蓝色光谱值并做平滑，该构造直线的蓝色光谱值发生突变的点作为水岸点；若干构造直线的水岸点拟合且平滑相连后构成水岸线，沿着水岸线的延伸方向切割出含有坡岸和水体的观测区域，对该观测区域进行旋转，使水岸线与平面像素坐标系的X轴或者Y轴平行。4.根据权利要求3所述的一种近岸藻类生长情况监测方法，其特征在于，所述确定着生藻生长区域，是在观测区域的第一预设方向上，分别取若干个像素的红色光谱值和绿色光谱值，分别绘制红绿光谱曲线，并获得各像素的红绿光谱差值曲线，根据如下特征识别观测区域：1)在着生藻生长区域，各像素的红色光谱值发生波动，绿色光谱值不变，形成区别明显的红绿光谱差值变化；2)在无藻水体区域，红色光谱与水深负相关，绿色光谱保持稳定，在无藻水体区域烘炉光谱差值曲线沿着水体的坡岸上升时逐渐变小；3)在坡岸区红绿蓝光谱满足灰度世界假设，三者均值无明显差别，此区域内红绿光谱差值曲线保持稳定；第一预设方向是观测区域的水平长度方向；确定观测区域内存在着生藻生长区域后，采用可变斜率的斜线拟合方式，对红绿光谱差值曲线进行分段拟合，得到无藻水域和着生藻生长区域对应的水域两端拟合斜线，因为着生藻生长区域的红绿光谱差值明显，故对着生藻生长区域的斜线的斜率进行增益，得到一条分段拟合斜线其中y表示红蓝光谱的差值曲线上的点；x表示观测区域的图像在水平方向的坐标值；t为测区域的图像在水平方向1/2处的坐标值；k为增益因素；a为斜线的斜率，a＝(t3*t
‑
t2*t4)/(t1*t
‑
t2
‑
t2)，b为斜线的偏移量，b＝(t1*t4
‑
t2*t3)/(t1*t
‑
t2*t2)，t2*t2)，拟合后的斜线将红绿光谱差值曲线分为上下两个部分，拟合斜线的上方区域即为有着生藻的区域，拟合后的斜线与红绿光谱差值曲线
的交点即为着生藻的边界，且着生藻密度越高，红绿光谱差值曲线偏离拟合后的斜线的程度越大。5.根据权利要求4所述的一种近岸藻类生长情况监测方法，其特征在于，步骤S4所述进行水质评价参数计算，是分别获取藻类覆盖面积、藻类生长高度和生物量；藻类覆盖面积表示观测区域内藻类覆盖面积，在观测区域内统计着生藻生长区域的像素个数，即为N
G
，利用基准标尺计算观测区域内的单个像素的实际面积S1，则观测区域内藻类覆盖面积S
G
表示为S
G
＝N
G
*S1，由于水体的坡岸与水面呈夹角θ，藻类...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩兵，王英才，程和煦，彭玉，徐珏，李斌，黄金，金靖芳，
申请(专利权)人：武汉大江锐视生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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