一种水体悬浮泥沙浓度的反演方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水质参数反演技术领域，特别涉及一种水体悬浮泥沙浓度的反演方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 水体悬浮物是重要的水质参数之一，泥沙作为一种水体悬浮物，在泥沙进入水体 后会影响水体感观，降低水体透光度和富氧条件，从而影响水生生物的光合作用，对水体的 生态环境产生重要影响。并且泥沙本身含有黏土矿物质、有机胶体和无机胶体，这些物质可 以吸附种类繁多的污染物，因而具有净化水环境的效应。但是，正因为泥沙的这种吸附特 性，使得泥沙同时成为污染物和污染物载体，对环境造成污染。另外，水体泥沙的侵蚀、搬运 和堆积过程，直接影响海岸线的演化和港口航道的安全，间接地引起海岸带洪灾、涝灾和海 岸带地质灾害。因此，水体悬浮泥沙监测对水质、水环境监测、监测泥沙运移带来的灾害等 均有重要意义。
[0003] 目前对水体悬浮泥沙监测的算法可以归纳为三类，下面对这三类算法一一说明： 第一类是通过水体光学性质和水质组分之间关系构建经验模型。但是这种经验模型针对特 定地理区域，而不能将特定地理区域的经验模型应用到其他区域中；
[0004] 第二类是物理模型，该物理模型采用辐射传输理论在不同水质组分和大气条件下 来模拟顶部大气的频谱，然后通过应用遥感测量获得的大气顶部的辐射率，水质组分可以 通过神经网络方法、最优化方法和主成分分析方法重新恢复；
[0005] 第三类是基于沿海水体固有光学性质和水质组分之间的关系加上经验关系构建 的半分析模型。这种半分析模型联合了物理模型和经验模型采用的方法，对于水体悬浮物 浓度的测量是一个较优的方法，但是这种方法需要精确度的水体固有光学性质信息，而现 有技术并不能精确测量水体固有光学性质信息。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明实施例提供一种水体悬浮泥沙浓度的反演方法及装置，该反演 方法和装置可以不依赖精确的水体固有光学性质信息来测量水体悬浮泥沙浓度。技术方案 如下：
[0007] 本发明实施例提供一种水体悬浮泥沙浓度的反演方法，包括：
[0008] 获取水体的第一近红外波段遥感反射率以及水体的第二近红外波段遥感反射率， 其中所述第一近红外遥感波段和所述第二近红外遥感波段的波长不同；
[0009] 获取所述第一近红外波段遥感反射率和所述第二近红外波段遥感反射率的第一 关系式；
[0010] 依据水体中悬浮泥沙的后向散射系数和波长的对应关系，对所述第一关系式进行 变换，得到第二关系式；
[0011] 依据水体中有色溶解有机物、浮游植物色素和悬浮泥沙的各自总吸收系数与波长 的对应关系，对所述第二关系式进行变换，得到第三关系式；
[0012] 以所述悬浮泥沙浓度和所述悬浮泥沙的后向散射系数的对应关系，对所述第三关 系式进行变换，得到第四关系式，所述第四关系式用于表示第一近红外遥感波段和第二近 红外遥感波段的两个波长的遥感反射率与悬浮泥沙浓度的对应关系；
[0013] 以所述第四关系式为基础，反演水体的悬浮泥沙浓度。
[0014] 优选地，所述第一近红外遥感波段和所述第二近红外遥感波段的波长在近红外波 段范围内，且所述第一近红外遥感波段和所述第二近红外遥感波段的波长大于690纳米。
[0015] 优选地，获取所述第一近红外波段遥感反射率和所述第二近红外波段遥感反射率 的第一关系式，包括：
【主权项】
1. 一种水体悬浮泥沙浓度的反演方法，其特征在于，包括： 获取水体的第一近红外波段遥感反射率以及水体的第二近红外波段遥感反射率，其中 所述第一近红外遥感波段和所述第二近红外遥感波段的波长不同； 获取所述第一近红外波段遥感反射率和所述第二近红外波段遥感反射率的第一关系 式； 依据水体中悬浮泥沙的后向散射系数和波长的对应关系，对所述第一关系式进行变 换，得到第二关系式； 依据水体中有色溶解有机物、浮游植物色素和悬浮泥沙的各自总吸收系数与波长的对 应关系，对所述第二关系式进行变换，得到第三关系式； 以所述悬浮泥沙浓度和所述悬浮泥沙的后向散射系数的对应关系，对所述第三关系式 进行变换，得到第四关系式，所述第四关系式用于表示第一近红外遥感波段和第二近红外 遥感波段的两个波长的遥感反射率与悬浮泥沙浓度的对应关系； 以所述第四关系式为基础，反演水体的悬浮泥沙浓度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一近红外遥感波段和所述第二近 红外遥感波段的波长在近红外波段范围内，且所述第一近红外遥感波段和所述第二近红外 遥感波段的波长大于690纳米。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述第一近红外波段遥感反射率和 所述第二近红外波段遥感反射率的第一关系式，包括： 获取所述第一近红外波段遥感反射率的倒数表达式
其中A1 为第一近红外遥感波段的波长，R(A1)为第一近红外波段遥感反射率，B(X1)为水体中有 色溶解有机物的总吸收系数am()M( λ D、浮游植物色素的总吸收系数apisii( λ J、悬浮泥沙的 总吸收系数Ism(A1)和纯水的总吸收系数Bwate(A 1)之和，MA1)为水体的后向散射系数 bbw( A1)、悬浮泥沙的后向散射系数I3ssm(A1)和浮游植物色素的后向散射系数I 3pi511(A1)之 和，
，f为受太阳高度角和水体散射影响的参数，Q为光场分布参数，t 2/n2与海 况有关，η为复海水折射指数的实数部分，t为复海水折射指数的虚数部分； 获取所述第二近红外波段遥感反射率的倒数表达式：
其中λ2 为第二近红外遥感波段的波长，R(A2)为第二近红外波段遥感反射率，a(X2)为水体中有 色溶解有机物的总吸收系数am()M( λ 2)、浮游植物色素的总吸收系数apisii( λ 2)、悬浮泥沙的 总吸收系数assmU2)和纯水的总吸收系数a wateU2)之和，Μλ2)为水体的后向散射系数 bbw(X2)、悬浮泥沙的后向散射系数bssm(X2)和浮游植物色素的后向散射系数b pi5I1U2)之 和，r的取值与第一近外红波段遥感反射率的倒数表达式中的r相同； 依据所述第一近红外波段遥感反射率的倒数表达式和所述第二近红外波段遥感反射 率的倒数表达式，得到所述第一关系式为：
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依据水体中悬浮泥沙的后向散射系数和 波长的对应关系，对所述第一关系式进行变换，得到第二关系式，包括： 当第一近红外遥感波段和所述第二近红外遥感波段的波长大于690纳米时，获取水体 中悬浮泥沙的后向散射系数和波长的对应关系为：
，且 b ( λ 2) = bssm ( λ 2)，b ( λ D = bssm ( λ J ; 将所述体中悬浮泥沙的后向散射系数和波长的对应关系代入所述第一关系式中，得到 第二关系式