一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法及装置与流程

本发明涉及入河排污监测，尤其涉及到一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法及装置。

背景技术：

1、河流是地球上最重要的水资源之一，也是人类生存和发展的基础。然而，随着人口增长和工业化进程的加快，河流面临着日益严重的污染问题，如有机物、重金属、营养盐、微生物等，这些污染物质不仅影响了河流的水质和生态功能，也威胁了人类的健康和安全。因此，及时、准确、有效地监测河流污染状况，是保护河流环境和实现可持续发展的重要任务。

2、目前，随着遥感技术的发展和应用，遥感技术已经成为一种新型的河流污染监测方法，相比于传统人工采样与分析的河流污染监测方法，具有耗时短、覆盖面积大、成本低、效率高等优势。

3、然而，在针对入河排污口监测时，会出现无法检测出目标河流全部排污口的情况；例如，通常利用遥感影像数据进行排污口检测时，采用基于遥感影像数据生成光谱图像，利用光谱图像中颜色变化最显著的位置来确定排污口，但在目标河流沿径流具有多个排污口时，位于径流下端的排污口的光谱图像的颜色值会受到上端的排污口的影响，同时，不同地区和环境的河流净水能力不同也会导致对下端的排污口判断受影响，若下端恰好存在具有小排量的排污口，将会直接导致无法监测到目标河流中的全部排污口，需要在查处关闭上端的排污口后再重新进行河流排污口的检测，提升了监测工作量，极大降低了工作效率。

4、因此，如何提供一种能够同时监测目标河流中的多个排污口，提高监测准确率和监测效率，是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法及装置，旨在解决目前入河排污口无法同时监测目标河流中的多个排污口，导致入河排污口监测准确率和监测效率不高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取目标河流的遥感影像数据，根据所述遥感影像数据，提取所述目标河流的光谱图像；

4、基于所述光谱图像，确定目标河流的若干个河流污染段；

5、提取每个河流污染段沿径流方向的光谱图像颜色像素值集合；其中，所述光谱图像颜色像素值集合包括若干个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值；

6、调用河流净水量化像素值数据库，获取每个河流污染段中每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值；

7、根据每个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值和每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值，获得每个河流污染段中每个污染轨迹点的河流污染真实像素值；

8、判断所述河流污染真实像素值是否超过河流污染像素值阈值，若是，判定所述河流污染真实像素对应的污染轨迹点具有入河排污口。

9、可选的，获取目标河流的遥感影像数据，根据所述遥感影像数据，提取所述目标河流的光谱图像步骤，具体包括：

10、获取目标河流在监测区域中的径流轨迹信息，根据所述径流轨迹信息，驱动无人机沿目标河流执行遥感影像数据的采集动作；

11、基于采集的所述遥感影像数据，进行关于目标水质参数的反演，获得目标河流的光谱图像。

12、可选的，基于所述光谱图像，确定目标河流的若干个河流污染段步骤，具体包括：

13、基于所述光谱图像，确定目标河流沿径流方向的若干个径流轨迹点对应的光谱图像颜色像素值；

14、根据河流污染像素值阈值，从若干个径流轨迹点中提取出污染轨迹点；其中，所述污染轨迹点为光谱图像颜色像素值大于河流污染像素值阈值的径流轨迹点；

15、将每连续的若干个所述污染轨迹点对应的河流段，确定为目标河流的河流污染段。

16、可选的，调用河流净水量化像素值数据库，获取每个河流污染段中每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值步骤之前，所述方法还包括：

17、获取若干组河流净水数据；其中，每组河流净水数据包括标准河流的若干个河流净水因子以及在所述若干个河流净水因子下标准河流单位距离的目标水质参数变化量；

18、根据若干组河流净水数据，确定每种河流净水因子的影响权重；

19、基于所述每种河流净水因子的影响权重，构建目标河流的河流净水量化像素值数据库。

20、可选的，获取若干组河流净水数据步骤，具体包括：

21、在具有若干个河流净水因子的标准河流执行若干次河流净水量化实验；其中，所述若干次河流净水量化实验包括在标准河流执行的目标水质参数对应污染物的投放动作、每隔单位距离的目标水质参数的检测动作以及标准河流的每个单位距离范围内的若干个河流净水因子的采集动作；

22、将每隔单位距离检测的目标水质参数和对应单位距离范围内采集的若干个河流净水因子，确定为一组河流净水数据；其中，所述目标水质参数变化量为相邻两次检测动作获取的目标水质参数之差。

23、可选的，根据若干组河流净水数据，确定每种河流净水因子的影响权重步骤，具体包括：

24、根据若干组河流净水数据中的若干个河流净水因子和目标水质参数变化量，建立若干个河流净水量化关系式；其中，所述河流净水量化关系式为每个河流净水因子与对应未知影响权重的加权和关于目标水质参数变化量的等价关系式；

25、利用若干个河流净水量化关系式进行未知影响权重的联合求解，获得每种河流净水因子的影响权重。

26、可选的，基于所述每种河流净水因子的影响权重，构建目标河流的河流净水量化像素值数据库步骤，具体包括：

27、获取目标河流的河流净水因子数据库；其中，所述河流净水因子数据库包括预先采集并存储的所述目标河流中每相邻两个径流轨迹点之间范围内的河流净水因子的参数；

28、基于所述每种河流净水因子的影响权重，调用所述河流净水因子数据库中每相邻两个径流轨迹点之间范围内的河流净水因子的参数，确定目标河流中每相邻两个径流轨迹点的目标水质参数变化量；

29、根据目标河流中每相邻两个径流轨迹点的目标水质参数变化量，确定每相邻两个径流轨迹点的河流净水量化像素值，构建目标河流的河流净水量化像素值数据库。

30、可选的，调用河流净水量化像素值数据库，获取每个河流污染段中每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值步骤，具体包括：

31、根据从若干个径流轨迹点中提取出的污染轨迹点，调用河流净水量像素值数据库；

32、在所述河流净水量像素值数据库中匹配每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值。

33、可选的，根据每个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值和每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值，获得每个河流污染段中每个污染轨迹点的河流污染真实像素值步骤，具体包括：

34、根据每个河流污染段中的第一个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值和每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值，确定每个河流污染段中由第一个污染轨迹点作为入河排污口造成的第一个污染轨迹点之后的其余污染轨迹点的河流污染影响像素值；其中，第一个其余污染轨迹点的河流污染影响像素值为第一个污染轨迹点减去相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值的像素值；第一个其余污染轨迹点之后的其余污染轨迹点的河流污染影响像素值为前一个污染轨迹点的河流污染影响像素值减去相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值得到的像素值；

35、基于每个河流污染段中的第一个污染轨迹点之后的其余污染轨迹点的光谱图像颜色像素值和对应的河流污染影响像素值，确定每个河流污染段中第一个污染轨迹点之后的其余污染轨迹点的河流污染真实像素值；其中，每个河流污染段中第一个污染轨迹点之后的其余污染轨迹点的河流污染真实像素值为其对应的光谱图像颜色像素值减去河流污染影响像素值得到的像素值。

36、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理装置，包括：

37、获取模块，用于获取目标河流的遥感影像数据，根据所述遥感影像数据，提取所述目标河流的光谱图像；

38、确定模块，用于基于所述光谱图像，确定目标河流的若干个河流污染段；

39、提取模块，用于提取每个河流污染段沿径流方向的光谱图像颜色像素值集合；其中，所述光谱图像颜色像素值集合包括若干个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值；

40、调用模块，用于调用河流净水量化像素值数据库，获取每个河流污染段中每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值；

41、获得模块，用于根据每个污染轨迹点的光谱图像颜色像素值和每相邻两个污染轨迹点之间的河流净水量化像素值，获得每个河流污染段中每个污染轨迹点的河流污染真实像素值；

42、判断模块，用于判断所述河流污染真实像素值是否超过河流污染像素值阈值，若是，判定所述河流污染真实像素对应的污染轨迹点具有入河排污口。

43、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理设备，所述用于入河排污口监测的遥感影像数据处理设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于入河排污口监测的遥感影像数据处理程序，所述用于入河排污口监测的遥感影像数据处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法的步骤。

44、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有用于入河排污口监测的遥感影像数据处理程序，所述用于入河排污口监测的遥感影像数据处理程序被处理器执行时实现上述的用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法的步骤。

45、本发明的有益效果在于：提出了一种用于入河排污口监测的遥感影像数据处理方法及装置，通过预先构建能够表征河流净化能力的河流净水量化像素值数据库，利用遥感影像数据中提取的光谱图像颜色像素值和河流净水量化像素值数据库中记录的河流不同位置的净水能力，通过考虑河流的净水能力，剔除由于径流上端的污染源导致径流下端受到污染的影响，计算出河流中每个位置的河流污染真实像素值，以此判断河流第一个污染源之后是否还有其他污染源，由此，实现同时监测目标河流中的多个排污口，提高监测准确率和监测效率的效果。