專利名稱：Hy-1b衛(wèi)星cocts的懸浮泥沙濃度計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋水色遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器 的高濃度含沙水體的懸浮泥沙濃度的計算方法。
背景技術(shù)：
懸浮泥沙含量時空分布是分析河口海岸沖淤變化、估算河流入海物質(zhì)通量、研究 海洋沉積速率和海洋環(huán)境的重要參數(shù)，河流入海泥沙量的劇烈變化往往影響并引起海岸線 及潮灘的明顯變化。由于受徑流、潮汐、鹽淡水混合及風(fēng)浪作用等多種因素綜合影響，懸浮 泥沙的時空分布、運動特性和沉積部位經(jīng)常發(fā)生變化，一般常規(guī)觀測方法難以掌握其變化 規(guī)律，因此開展懸浮泥沙的遙感研究不僅具有理論意義，還具有重要的實用價值。利用遙感數(shù)據(jù)來反演水體懸浮泥沙含量，國外和國內(nèi)的學(xué)者已有一些研究。在國 外，Klenas等1974年就提出了用MSS遙感數(shù)據(jù)估算Delaean Bay海灣水體懸浮泥沙含量 的線性統(tǒng)計模型。隨后許多學(xué)者提出了不同模式來模擬水體懸浮泥沙含量與遙感數(shù)據(jù)的關(guān) 系，尤其在利用NOAA AVHRR和Landsat TM數(shù)據(jù)來獲取懸浮泥沙含量方面作了大量工作。 Richard L.Miller、J. Lira以及S. Ouillon等利用TM禾口 SPOT等不同空間分辨率、不同時 間分辨率及不同光譜分辨率影像在不同海區(qū)結(jié)合工程和應(yīng)用需求，通過現(xiàn)場光譜測試及準(zhǔn) 同步采樣，建立了多種懸浮泥沙遙感統(tǒng)計分析反演模式；Stumpf等在Gordon模型和Gordan 大氣校正方法的基礎(chǔ)上，建立了由AVHRR的CHI、CH2資料來獲取中等渾濁度海灣的水體懸 浮泥沙含量的實用系統(tǒng)；ChuanminHu、Kendall L. Carder 和 Frank Ε. Muller-karger 等在 墨西哥灣利用SeaWiFS數(shù)據(jù)建立區(qū)域性懸浮泥沙遙感數(shù)據(jù)研究集，由此探索近岸上層水體 懸浮泥沙遙感理論及應(yīng)用模型。在國內(nèi)，惲才興等利用長江口幅MSS遙感圖像的灰度值，直接與地面同步水文測 驗的表層水體含沙量建立相關(guān)關(guān)系；國家海洋局的有關(guān)單位以長江口和杭洲灣為試驗區(qū)， 通過含沙水體光譜反射率試驗測試和現(xiàn)場同步測驗數(shù)據(jù)驗證相結(jié)合的方法，分別獲得了三 種不同信息源(AVHRR、MSS和TM)的懸浮泥沙遙感定量模式；李京利用杭州灣NOAA衛(wèi)星的 AVHRR數(shù)據(jù)和準(zhǔn)同步采樣數(shù)據(jù)，建立了懸浮泥沙遙感定量模式；潘德爐、李淑菁以水色掃描 儀(COCTS)水色通道為對象，以中國海區(qū)為遙感目標(biāo)，進(jìn)行了衛(wèi)星海洋水色遙感信息特征 量研究；溫令平利用TM圖像對伶仃洋懸浮泥沙進(jìn)行了遙感定量研究；梁文、黎廣釗利用MSS 圖像、TM圖像對廉州灣懸浮泥沙進(jìn)行了遙感定量研究；汪小欽、王欽敏等利用TM圖像，用光 譜混合分析法對福建閩江口懸浮物質(zhì)濃度進(jìn)行了分析?？偟膩碚f，在懸浮泥沙定量計算方法方面，國內(nèi)外學(xué)者提出了一些方法，但是這些 方法都不是基于HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器的高濃度含沙水體的懸浮泥沙濃度的計算方法。因此，業(yè)內(nèi)存在一種技術(shù)需求發(fā)明一種基于HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器的高濃度含 沙水體的懸浮泥沙濃度的計算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種HY-IB衛(wèi)星COCTS的懸浮泥沙濃度計算方法，使其適合 高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度計算，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種HY-IB衛(wèi)星COCTS的懸浮泥沙濃度計算方法，包含如下步驟數(shù)據(jù)預(yù)處理；選擇HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器的第3、5兩個波段的數(shù)據(jù)；計算遙感泥沙參數(shù)R=[(λ 565) + (λ49。)]/[(λ 565)/(λ49。)]，其中，X49qSCOCTS 第3波段的反射率；λ 565為COCTS第5波段的反射率；計算高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度SUS = 0. 55*e°_°8K+4_8，其中，e為自然對數(shù)的 底數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點是1)比起其他已有的計算方法，本發(fā)明的懸浮泥沙濃度計算方法方法更適合利用 HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器進(jìn)行高濃度含沙水體的懸浮泥沙濃度的計算。2)比起實測，使用本發(fā)明方法更快捷、自動化、減少人工。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方 案及其他有益效果顯而易見。圖1為本發(fā)明的方法流程示意圖。
具體實施例方式為了更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然 而所附圖式僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明的保護范圍加以限制。HY-IB衛(wèi)星是我國第一顆海洋衛(wèi)星HY-IA的后續(xù)星，已于2007年4月11日發(fā)射入 軌。星上有效載荷有10波段海洋水色掃描儀(簡稱C0CTS)。星載COCTS主要用于探測海 洋水色要素，如葉綠素、懸浮泥沙和可溶有機物等，及海表層溫度。本發(fā)明就是利用HY-IB衛(wèi)星的COCTS傳感器水色掃描儀獲得高泥沙含量水體的遙 感圖像資料，來計算高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度。如圖1所示，為本發(fā)明的方法流程示意圖步驟101 數(shù)據(jù)預(yù)處理對獲取的HY-IB衛(wèi)星的COCTS傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體步驟包 括陸地掩模、幾何校正等。陸地掩模的方法是首先設(shè)計陸地掩膜模板，然后在進(jìn)行圖像專題 信息提取前，將陸地掩膜模板疊加在要處理的圖像上。通過陸地掩模處理，突出了懸浮泥沙 的信息，淡化了陸地信息，使得計算結(jié)果更準(zhǔn)確。步驟102 選擇HY-IB衛(wèi)星COCTS傳感器的第3、5兩個波段的數(shù)據(jù)。步驟103 計算遙感泥沙參數(shù)R= [(λ 565) + (λ 490)]/[(λ 565)/(λ 490)](1)其中，λ 490為COCTS第3波段的反射率 ’ λ 565為COCTS第5波段的反射率。步驟104 計算高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度sus (mg/L)
sus = 0. 55*e°-08E+4·8(2)其中，e為自然對數(shù)的底數(shù)。為了驗證本發(fā)明方法的準(zhǔn)確性，我們選取長江口水體進(jìn)行驗證，因為長江口的水 體為高泥沙含量水體。我們比較了采用本發(fā)明計算得到的長江口高泥沙含量水體的懸浮泥 沙濃度與長江口實測得到的懸浮泥沙濃度，結(jié)果如下 我們以相對誤差的大小來衡量計算方法的準(zhǔn)確性，相對誤差=I計算值_實測值 /實測值；由上表可見，使用本發(fā)明方法計算的高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度總平均相
對誤差為16%。本發(fā)明方法計算得到的長江口高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度基本符合該區(qū)域 高泥沙含量水體懸浮泥沙含量的平面分布基本規(guī)律和高泥沙含量水體懸浮泥沙的運移基 本規(guī)律。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述對實施例的詳細(xì)說明僅為了理解本發(fā)明，對本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員而言，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換。只要是達(dá)到此目的的所有改進(jìn)和變換都應(yīng) 屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
一種HY 1B衛(wèi)星COCTS的懸浮泥沙濃度計算方法，其特征在于，包含如下步驟數(shù)據(jù)預(yù)處理；選擇HY 1B衛(wèi)星COCTS傳感器的第3、5兩個波段的數(shù)據(jù)；計算遙感泥沙參數(shù)R＝[(λ565)+(λ490)]/[(λ565)/(λ490)]，其中，λ490為COCTS傳感器第3波段的反射率；λ565為COCTS傳感器第5波段的反射率；計算高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度sus＝0.55*e0.08R+4.8，其中，e為自然對數(shù)的底數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HY-IB衛(wèi)星COCTS的懸浮泥沙濃度計算方法，其特征在于，該 數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體方法包括陸地掩模首先設(shè)計陸地掩膜模板，然后在進(jìn)行圖像專題信息提取前將陸地掩膜模板 疊加在要處理的圖像上； 幾何校正。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種HY-1B衛(wèi)星COCTS的懸浮泥沙濃度計算方法，包含如下步驟數(shù)據(jù)預(yù)處理；選擇HY-1B衛(wèi)星COCTS傳感器的第3、5兩個波段的數(shù)據(jù)；計算遙感泥沙參數(shù)R＝[(λ565)+(λ490)]/[(λ565)/(λ490)]，其中，λ490為COCTS第3波段的反射率；λ565為COCTS第5波段的反射率；計算高泥沙含量水體的懸浮泥沙濃度sus＝0.55*e0.08R+4.8，其中，e為自然對數(shù)的底數(shù)。
文檔編號G01N15/06GK101900661SQ20091005734
公開日2010年12月1日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者李陽東, 沈蔚, 韓震 申請人:上海海洋大學(xué)