本申請(qǐng)涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)、遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

陸源入海排污口是主要的海洋污染源之一，陸源入海排污口調(diào)查是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各級(jí)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，相繼開(kāi)展了陸源入海排污口的環(huán)境調(diào)查工作，國(guó)家海洋局也發(fā)布了“陸源入海排污口及鄰近海域生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指南”。而現(xiàn)有常用的監(jiān)測(cè)方法主要是實(shí)地采樣化學(xué)分析法，但實(shí)地采樣分析工作量巨大、成本高企，且不能滿足大范圍連續(xù)、快速的跟蹤調(diào)查與分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)地采樣調(diào)查分析工作量巨大、成本高企、無(wú)法大范圍連續(xù)、快速跟蹤調(diào)查的問(wèn)題。

本申請(qǐng)實(shí)施例采用下述技術(shù)方案：

一種陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)方法，包括：

基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取排污口鄰近水域水體為污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是指排污口鄰近水域水體的實(shí)地采樣數(shù)據(jù)；

依據(jù)污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演并提取光譜特征信息；

依據(jù)所述提取的光譜特征信息進(jìn)行水環(huán)境因素評(píng)價(jià)，所述不同的光譜特征信息與不同水環(huán)境因素的污染程度存在映射關(guān)系；

利用所述水環(huán)境因素評(píng)價(jià)結(jié)果生成陸源入海排污口的專題圖。

一種陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)裝置，包括：

選取單元，用于基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取排污口鄰近水域水體為污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是指排污口鄰近水域水體的實(shí)地采樣數(shù)據(jù)；

反演提取單元，用于依據(jù)污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演并提取光譜特征信息；

評(píng)價(jià)單元，用于依據(jù)所述提取的光譜特征信息進(jìn)行水環(huán)境因素評(píng)價(jià)，所述不同的光譜特征信息與不同水環(huán)境因素的污染程度存在映射關(guān)系；

生成單元，用于所述利用水環(huán)境因素評(píng)價(jià)結(jié)果生成陸源入海排污口專題圖。

本申請(qǐng)實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：通過(guò)實(shí)地采樣大致確定不同污染區(qū)域后，再通過(guò)遙感數(shù)據(jù)反演分析輔助進(jìn)行大范圍、多時(shí)空的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中全人工實(shí)地采樣調(diào)查分析工作量巨大、成本高企、無(wú)法大范圍連續(xù)、快速跟蹤調(diào)查的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)方法流程圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例1提供的陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)方法流程圖，主要是指結(jié)合實(shí)地采樣數(shù)據(jù)、以及陸源入海排污口的水體遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析對(duì)比測(cè)算出被監(jiān)測(cè)水體的污染狀態(tài)，具體包括以下步驟：

S101：基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取排污口鄰近水域水體為污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。

本步驟是指依據(jù)實(shí)地采樣數(shù)據(jù)，選取排污口鄰近水域水體為污染程度輕、較輕、重和較重的四個(gè)區(qū)域。

S102：依據(jù)污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演并提取光譜特征信息。

本步驟首先提取依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取的四個(gè)污染程度不同區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，并依據(jù)所述提取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，在反演之前需要對(duì)所述遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù) 處理，所述預(yù)處理包括：幾何校正、大氣校正、云掩膜等處理步驟，該等處理步驟為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

所述遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演之后提取上述污染程度輕、較輕、重和較重四個(gè)區(qū)域的光譜特征。

S103：依據(jù)所述提取的光譜特征信息進(jìn)行水環(huán)境因素評(píng)價(jià)。

依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，水環(huán)境污染程度越重，在TM 2波段(0.52-0.60um，綠波段)附近的光譜反射率越高，且有往長(zhǎng)波方向移動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)在TM3波段(0.62-0.69UM，紅波段)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)谷值。在現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，光譜特征信息與各種污染因素的污染濃度存在特定對(duì)應(yīng)關(guān)系的映射表，該映射表可從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接獲取。

本步驟的水環(huán)境因素評(píng)價(jià)采用以下四種因素進(jìn)行評(píng)價(jià)：葉綠素a濃度、總懸浮物濃度、TM2波段反射率和TM3波段反射率。

首先，利用公式(1)進(jìn)行單因素水質(zhì)評(píng)價(jià)：

其中，P_i為評(píng)價(jià)因素i的污染指數(shù)；M_i為評(píng)價(jià)因素i的濃度；S_i為評(píng)價(jià)因素i的標(biāo)準(zhǔn)值。

所述標(biāo)準(zhǔn)值為清潔水體的反射率值，可以依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料獲取，所述評(píng)價(jià)因素i的濃度M_i可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的映射表獲取該光譜特征信息對(duì)應(yīng)的該評(píng)價(jià)因素的污染濃度。

將獲得的單因素水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果利用公式(2)進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)：

其中，P為總體水質(zhì)指數(shù)，指數(shù)值越高，水質(zhì)越差。

利用水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)獲得總體水質(zhì)指數(shù)分布圖，對(duì)總體水質(zhì)指數(shù)分布圖進(jìn)行密度分割，劃分重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。

S104：利用水環(huán)境因素評(píng)價(jià)結(jié)果生成陸源入海排污口專題圖。

本步驟是指利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取的污染程度按輕、較輕，重，和較重四個(gè)區(qū)域制成陸源入海排污口分布的專題圖。通過(guò)調(diào)取多個(gè)時(shí)相的該區(qū)域的高分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析后生成陸源入海排污口的時(shí)空分布圖。

S105：依據(jù)專題圖建立突發(fā)污染事件的預(yù)警系統(tǒng)。

本步驟是在所述專題圖中加入陸源附近相應(yīng)的土地利用現(xiàn)狀圖，重點(diǎn)觀察工業(yè)區(qū)的污水排放情況。若在某一陸源入海排污口發(fā)現(xiàn)污染情況較重，則根據(jù)該排污口所處的水系、與該陸源排污口處相應(yīng)的專題圖，推測(cè)在該水系的下游發(fā)生嚴(yán)重污染的區(qū)域及可能性以便于預(yù)警。

實(shí)施例2

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例2提供的陸源入海排污口的遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖，主要是指結(jié)合實(shí)地采樣數(shù)據(jù)、以及陸源入海排污口的水體遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析對(duì)比測(cè)算出被監(jiān)測(cè)水體的污染狀態(tài)，具體包括：

選取單元201，用于基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取排污口鄰近水域水體為污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；

反演提取單元202，用于依據(jù)污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演并提取光譜特征信息；

評(píng)價(jià)單元203，用于依據(jù)所述提取的光譜特征信息進(jìn)行水環(huán)境因素評(píng)價(jià)；

生成單元204，用于所述利用水環(huán)境因素評(píng)價(jià)結(jié)果生成陸源入海排污口專題圖；

建立單元205，用于依據(jù)專題圖建立突發(fā)污染事件的預(yù)警系統(tǒng)。

所述選取單元201，用于基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取排污口鄰近水域水體為污染程度不同的若干個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域是指依據(jù)實(shí)地采樣數(shù)據(jù)，選取排污口鄰近水域水體為污染程度輕、較輕、重和較重的四個(gè)區(qū)域。

所述反演提取單元202，首先提取依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取的四個(gè)污染程度不同區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，并依據(jù)所述提取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，在反演之前需要對(duì)所述遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括：幾何校正、大氣校正、云掩膜等處理步驟，該等處理步驟為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。隨后對(duì)所述遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演并提取上述污染程度輕、較輕、重和較重四個(gè)區(qū)域的光譜特征。

依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，水環(huán)境污染程度越重，在TM 2波段(0.52-0.60um，綠波段)附近的光譜反射率越高，且有往長(zhǎng)波方向移動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)在TM3波段(0.62-0.69UM，紅波段)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)谷值。在現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，光譜特征信息與各種污染因素的污染濃度存在特定對(duì)應(yīng)關(guān)系的映射表，該映射表可從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接獲取。

所述評(píng)價(jià)單元203對(duì)水環(huán)境因素的評(píng)價(jià)采用以下四種因素進(jìn)行評(píng)價(jià)：葉綠素a濃度、總懸浮物濃度、TM2波段反射率和TM3波段反射率。

首先，利用公式(1)進(jìn)行單因素水質(zhì)評(píng)價(jià)：

其中，P_i為評(píng)價(jià)因素i的污染指數(shù)；M_i為評(píng)價(jià)因素i的濃度；S_i為評(píng)價(jià)因素i的標(biāo)準(zhǔn)值。

所述標(biāo)準(zhǔn)值為清潔水體的反射率值，可以依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料獲取，所述評(píng)價(jià)因素i的濃度M_i可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的映射表獲取該光譜特征信息對(duì)應(yīng)的該評(píng)價(jià)因素的污染濃度。

將獲得的單因素水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果利用公式(2)進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)：

其中，P為總體水質(zhì)指數(shù)，指數(shù)值越高，水質(zhì)越差。

利用水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)獲得總體水質(zhì)指數(shù)分布圖，對(duì)總體水質(zhì)指數(shù)分布圖進(jìn)行密度分割，劃分重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域。

所述生成單元204是指利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選取的污染程度按輕、較輕，重，和較重四個(gè)區(qū)域制成陸源入海排污口分布的專題圖。通過(guò)調(diào)取多個(gè)時(shí)相的該區(qū)域的高分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行反演分析后生成陸源入海排污口的時(shí)空分布圖。

所述建立單元205是在所述專題圖中加入陸源附近相應(yīng)的土地利用現(xiàn)狀圖，重點(diǎn)觀察工業(yè)區(qū)的污水排放情況。若在某一陸源入海排污口發(fā)現(xiàn)污染情況較重，則根據(jù)該排污口所處的水系、與該陸源排污口處相應(yīng)的專題圖，推測(cè)在該水系的下游發(fā)生嚴(yán)重污染的區(qū)域及可能性以便于預(yù)警。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程對(duì)象聚類設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程對(duì)象聚類設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程對(duì)象聚類設(shè) 備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程對(duì)象聚類設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

在一個(gè)典型的配置中，計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。

內(nèi)存可能包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的非永久性存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲(chǔ)器(ROM)或閃存(flash RAM)。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例。

計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括永久性和非永久性、可移動(dòng)和非可移動(dòng)媒體可以由任何方法或技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。信息可以是計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)的例子包括，但不限于相變內(nèi)存(PRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、其他類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內(nèi)存技術(shù)、只讀光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其他光學(xué)存儲(chǔ)、磁盒式磁帶，磁帶磁磁盤存儲(chǔ)或其他磁性存儲(chǔ)設(shè)備或任何其他非傳輸介質(zhì)，可用于存儲(chǔ)可以被計(jì)算設(shè)備訪問(wèn)的信息。按照本文中的界定，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括暫存電腦可讀媒體(transitory media)，如調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)和載波。

還需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非 排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

以上所述僅為本申請(qǐng)的實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。