【其他行业标准】 湖泊蓝藻水华卫星遥感监测技术导则

ICS 07.060 A47 备案号：42180—2013 QX 中华人民共和国气象行业标准 QX/T 207—2013 湖泊蓝藻水华卫星遥感监测技术导则 Technical directives for monitoring of cyanobacterial blooms in lakes by satellite remote sensing 2013-10-14 发布 2014-02-01 实施 中国气象局 发布 目次 前言 引言 1 范围 2 术语和定义 3 前期数据要求 4 指标计算 5 监测处理流程 附录A（资料性附录）风云三号卫星中分辨率光谱成像仪（FY-3/MERSI）光谱参数 附录B（资料性附录）对地观测系统中分辨率成像光谱仪（EOS/MODIS）光谱参数 参考文献 前言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 本标准由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC 347）提出并归口。 本标准起草单位：国家卫星气象中心。 本标准主要起草人：韩秀珍、郑伟、刘诚、武胜利。 引言 湖泊蓝藻水华会造成湖泊水质恶化，危害人、畜和鱼虾等生物的安全。卫星遥感观测范围广、时间分辨率高，具备对蓝藻水华动态监测能力。近年来，湖泊蓝藻水华卫星遥感监测工作取得了很好的效果，但缺乏统一的技术标准。为规范湖泊蓝藻水华卫星遥感监测方法和处理流程，制定本标准。 1 范围 本标准规定了湖泊蓝藻水华卫星遥感监测方法和处理流程。 本标准适用于利用空间分辨率高于 500m 的可见光和近红外波段卫星遥感资料对湖泊蓝藻水华的监测。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 蓝藻水华（cyanobacterial blooms） 在一定环境条件下，水体富营养化的淡水湖泊中蓝藻大量繁殖并漂浮于水面，引起水色异常的一种自然生态现象。 2.2 单像元蓝藻水华覆盖度（cyanobacterial blooms coverage of one pixel） 单像元内蓝藻水华实际覆盖面积占像元面积的百分比。 2.3 蓝藻水华覆盖程度（cyanobacterial blooms coverage） 蓝藻水华实际总覆盖面积占蓝藻水华影响总面积的百分比。 2.4 归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI） 近红外波段与可见光波段反射率之差和这两个波段反射率之和的比值。 NDVI = (RNIR - RRED) / (RNIR + RRED) 式中： RNIR —— 近红外波段反射率； RRED —— 可见光红光波段反射率。 3 前期数据要求 3.1 数据源要求 3.1.1 数据源应从以下两类中选择任意一种： a）风云三号卫星中分辨率光谱成像仪（FY-3/MERSI）波段3（0.625μm～0.675μm）、波段4（0.835μm～0.885μm）和波段6（1.615μm～1.665μm）。 b）对地观测系统中分辨率成像光谱仪（EOS/MODIS）波段1（0.620μm～0.670μm）、波段2（0.841μm～0.876μm）和波段6（1.628μm～1.652μm）。 以上卫星相关的遥感仪器光谱参数参见附录A和附录B。 3.1.2 卫星数据应经过地理定位和辐射校正。 3.2 数据预处理 在 3.1.2 的基础上对数据进行如下处理： a）地图投影变换； b）几何精校正，校正误差优于 1 个像元； c）掩膜处理，去除目标区以外的地物； d）目标区云盖判识； e）计算归一化植被指数。 4 指标计算 4.1 单像元蓝藻水华覆盖度 4.1.1 计算方法 fa = (NDVIi - NDVIw) / (NDVIb - NDVIw) × 100% 式中： fa —— 第 i 个像元蓝藻水华覆盖度，fa 的取值范围为 0～100%； NDVIw —— 无蓝藻水华、相对清洁水体的 NDVI 值，采用 -0.20 作为参考值； NDVIb —— 蓝藻水华 NDVI 经验值，采用 0.81 作为参考值。 4.1.2 分级 单像元蓝藻水华覆盖度分级见表1。 表1 单像元蓝藻水华覆盖度分级 无蓝藻水华：fa = 0 轻度：0 < fa ≤ 30% 中度：30% < fa ≤ 60% 重度：60% < fa ≤ 100% 4.2 蓝藻水华影响总面积 S = ΣASi 式中： S —— 蓝藻水华影响总面积，单位为平方千米（km²）； n —— 被蓝藻水华影响的像元总数； i —— 被蓝藻水华影响的像元序号； ASi —— 第 i 个蓝藻水华像元面积。