基于遥感图像的水华区域预测方法、装置及设备

本发明涉及遥感数据分析领域，特别涉及是一种基于遥感图像的水华区域预测方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、近年来，水体富营养化程度日趋严重。富营养化引起的水华现象已成为国内外一个重要的环境问题，不仅影响环境景观，还对湖库系统的水质健康和生态平衡产生了严重危害。因此，开展精细化的水华预测，对防止水华爆发造成的灾害、制定合理的防治措施具有重要意义。

2、现阶段，对水华进行预测的研究普遍是基于卫星遥感图像的水华面积预测或通过水华爆发概率间接预测水华空间分布，但水华爆发迅速，卫星遥感的空间分辨率和时效性难以满足水华预测的需求，并且在多云雨地区卫星遥感的应用也受到了限制。此外，水华的爆发是一个受水环境、水温、气候等多重因素共同影响的复杂过程，单一的光学遥感方法难以实现精细化的水华预测。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于，提供一种基于遥感图像的水华区域预测方法、装置、设备以及存储介质，对遥感图像进行水质参数反演获得水质预测参数，基于水质预测参数，对遥感图像进行水华面积提取，并结合水文数据，进行水华位置预测，不仅考虑了时间及空间对象的局部效应，还考虑了水质、水文、水温等因素对水华的影响，提高了水华预测精度；实现了水华的精细、高效预测。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于遥感图像的水华区域预测方法，包括以下步骤：

3、获得若干个样本遥感图像，以及各个所述样本遥感图像在目标时间段内的波段反射数据以及水文数据；

4、根据各个所述样本遥感图像在目标时间段内的波段反射数据以及水文数据，构建水华预测模型，其中，所述水华预测模型包括水质预测模块、水华面积预测模块以及水华位置预测模块；

5、获得待测遥感图像的波段反射数据、水温数据以及水文数据，将所述待测遥感图像的波段反射数据输入至所述水质预测模块，获得所述待测遥感图像的水质预测数据；

6、将所述待测遥感图像的水质预测数据以及水温数据输入至所述水华面积预测模块，根据预设的若干个预测窗口，获得所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数；

7、将所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数以及水文数据输入至所述水华位置预测模块，获得所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测坐标参数；

8、根据所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数以及水华预测坐标参数，获得所述待测遥感图像的若干个水华预测区域。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种基于遥感图像的水华区域预测装置，包括：

10、样本数据获取模块，用于获得若干个样本遥感图像，以及各个所述样本遥感图像在目标时间段内的波段反射数据以及水文数据；

11、模型构建模块，用于根据各个所述样本遥感图像在目标时间段内的波段反射数据以及水文数据，构建水华预测模型，其中，所述水华预测模型包括水质预测模块、水华面积预测模块以及水华位置预测模块；

12、水质预测模块，用于获得待测遥感图像的波段反射数据、水温数据以及水文数据，将所述待测遥感图像的波段反射数据输入至所述水质预测模块，获得所述待测遥感图像的水质预测数据；

13、水华面积预测模块，用于将所述待测遥感图像的水质预测数据以及水温数据输入至所述水华面积预测模块，根据预设的若干个预测窗口，获得所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数；

14、水华位置预测模块，用于将所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数以及水文数据输入至所述水华位置预测模块，获得所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测坐标参数；

15、水华区域预测模块，用于根据所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数以及水华预测坐标参数，获得所述待测遥感图像的若干个水华预测区域。

16、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述基于遥感图像的水华区域预测方法的步骤。

17、第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于遥感图像的水华区域预测方法的步骤。

18、在本申请实施例中，提供一种基于遥感图像的水华区域预测方法、装置、设备以及存储介质，对遥感图像进行水质参数反演获得水质预测参数，基于水质预测参数，对遥感图像进行水华面积提取，并结合水文数据，进行水华位置预测，不仅考虑了时间及空间对象的局部效应，还考虑了水质、水文、水温等因素对水华的影响，提高了水华预测精度；实现了水华的精细、高效预测。

19、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

技术特征：

1.一种基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于，所述根据各个所述样本遥感图像在目标时间段内的波段反射数据、水质实测参数以及水文数据，构建水华预测模型，包括步骤：

3.根据权利要求2所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于，所述波段反射数据包括若干个像元的各个时刻对应的波段反射率；

4.根据权利要求3所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于：所述波段反射数据包括绿波段反射率、近红外波段反射率以及红波段反射率；

5.根据权利要求3所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于：所述水质预测数据包括若干个像元的若干种水质预测参数；所述经纬度数据包括经度参数以及纬度参数，所述水质预测参数包括水域总磷含量、总氮含量、酸碱度、溶解氧含量以及叶绿素含量；

6.根据权利要求5所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于：所述水华预测坐标参数包括横坐标参数以及纵坐标参数；

7.根据权利要求1所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于，所述根据所述待测遥感图像的各个预测窗口的水华预测面积参数以及水华预测坐标参数，获得所述待测遥感图像的若干个水华预测区域，包括步骤：

8.根据权利要求1所述的基于遥感图像的水华区域预测方法，其特征在于，还包括步骤：

9.一种基于遥感图像的水华区域预测装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于遥感图像的水华区域预测方法的步骤。

技术总结
本发明涉及遥感数据分析领域，特别涉及一种基于遥感图像的水华区域预测方法，对遥感图像进行水质参数反演获得水质预测参数，基于水质预测参数，对遥感图像进行水华面积提取，并结合水文数据，进行水华位置预测，不仅考虑了时间及空间对象的局部效应，还考虑了水质、水文、水温等因素对水华的影响，提高了水华预测精度；实现了水华的精细、高效预测。

技术研发人员：张寒博,荆文龙,邓应彬,杨骥,张明亮,胡义强,舒思京,王柳涛
受保护的技术使用者：广东省科学院广州地理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15