守护蓝天碧水净土 遥感助力“黑臭水体治理”——城市黑臭水体遥感监测应用
发表时间:2022-04-14


         航天宏图在黑臭监测应用中深耕多年,具有深厚的技术积累。提出了一种基于遥感技术的城市黑臭水体综合监测方法,该方法的主要创新点在于提出了一种城市黑臭水体遥感监测多层结构,并在时空范围内均采用了动态阈值的思路,实现了面向城市黑臭水体的快速、多频次、大范围的工程化自动判读。该方法目前已获取发明专利证书(证书号4820414)。

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            城市黑臭水体遥感监测多层结构包括像元层、水体层、河段层和场景层,其中,像元层的特征参数为地表反射率,水体层的特征参数为城市黑臭水体分级指数(BOCI),河段层的特征参数为河段宽度,场景层的特征参数为污染源辐射范围。

            基于城市黑臭水体遥感监测多层结构,使影像从单个像元变成河段内水体范围,以动态阈值的思路,确定不同时空区域的指数阈值,然后将阈值应用于河段范围进行筛选,同时进行河宽筛选,最后进行河段周围污染源辐射范围筛选,以进一步提升精度。

    (1)时间范围自适应

    黑臭水体存在季节性特征,故采用相对阈值进行季节性变化的思路。以北方典型气候为例,城市黑臭水体在春季和秋季黑臭程度类似,夏季相对轻,冬季黑臭程度相对重。则季节性动态阈值模型如下表,a和b为相对阈值在季节间的变化程度。

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    (2)空间范围自适应

    在空间范围上,采用绝对阈值的思路,以景为单位计算BOCI的绝对阈值。同时,进行影像间的归一化处理,以减少因影像间质量差异带来的误差。

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    上图为基于城市黑臭水体综合监测方法自动识别的城市黑臭水体分布图,其中绿色为达标河段,红色为疑似黑臭河段。疑似黑臭河段多分布在住宅密集区或工业园区附近,河道狭窄,有断头情况出现,且水体颜色多呈现发灰、发白,或河道上多有藻类等植被覆盖,为富营养化水体。达标河段多为河道宽阔、水量充足的城市水体,颜色呈现绿色、深绿色或深蓝色。

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