中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)2020-02-12發(fā)布2020-04-12實(shí)施生態(tài)環(huán)境部發(fā)布i ii 1 1 14水華遙感監(jiān)測 3 7 9為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國水污染防治法》，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范和指導(dǎo)我國淡水水體藻類水華監(jiān)測和評價工作，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國環(huán)境監(jiān)測總站、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境1水華遙感與地面監(jiān)測評價技術(shù)規(guī)范容。甲藻、硅藻及其他藻類水華監(jiān)測與評價可參考使2傳感器能夠重復(fù)獲得同一地區(qū)影像的最短時間輻射定標(biāo)radiometricc幾何校正geometriccorr為消除影像的幾何畸變而進(jìn)行的投影變換和不同波段影像的套合等大氣校正atmospherecorr表觀輻亮度與無大氣水平場景絕對白體假設(shè)下遙感器應(yīng)獲得入瞳輻亮度之間的比值。近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差和這兩個波段數(shù)值之和的比3數(shù)字灰度值歸一化植被指數(shù)normalizeddiffer大氣層頂歸一化植被指數(shù)normalizeddifferencevegetationindexoftopof大氣層底歸一化植被指數(shù)normalizeddifferenceve在水華暴發(fā)期，以跟蹤掌握監(jiān)測水體藻類水華狀況為目的的監(jiān)測4水華遙感監(jiān)測4.1監(jiān)測目的計(jì)算藍(lán)藻水華面積及其所占水體面積比例，據(jù)此評價水華4.2監(jiān)測原理采用衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)監(jiān)測藍(lán)藻水華主要是基于正常水體光譜與發(fā)生水華水體光譜的4.3監(jiān)測內(nèi)容4.4監(jiān)測頻次4根據(jù)實(shí)際工作需要確定監(jiān)測頻次，條件允許時建議每天開4.5監(jiān)測技術(shù)流程衛(wèi)星遙感影像DN值遙感影像預(yù)處理（幾何校正，空間裁剪，輻射定標(biāo)，表觀反射率，大氣校正，NDVI計(jì)算）歸一化植被指數(shù)云掩膜水草掩膜水體掩膜云掩膜水草掩膜水體區(qū)域的NDVI影像水體面積水體面積面積水華面積比例面積水華面積比例4.6監(jiān)測方法4.6.1遙感數(shù)據(jù)選擇選取具有紅光（630nm～690nm）和近紅外（760nm～900nm）波云掩膜、水草掩膜及觀測幾何條件等輔助數(shù)據(jù)坐標(biāo)系及投影應(yīng)與遙感影像數(shù)據(jù)保持一致。4.6.2幾何校正4.6.3空間裁剪4.6.4輻射定標(biāo)5Gain——絕對定標(biāo)系數(shù)的增益量，單位為WOffset——絕對定標(biāo)系數(shù)的偏移量，單位為W·m4.6.5大氣層頂表觀反射率計(jì)算（2）式中：ρTOA——大氣層頂表觀反射率（無量綱L——表觀輻亮度，由公式（1）計(jì)算獲得，單位為W·m-2·sr-1·μm-1；F0——平均日地距離處的大氣層頂太陽譜照度，單位為W·m-2·μm-1；4.6.6大氣校正行大氣校正，得到各波段地表反射率，也稱為大氣層底反射率ρBOA。4.6.7歸一化植被指數(shù)計(jì)算（3）式中：當(dāng)i為DN時，公式為基于DN值的歸一化植被指數(shù)，DN(NIR)——近紅外波段的灰度值；DN(R)——紅波段的灰度值；ρTOA(NIR)——近紅外波段的大氣層頂表觀反射率；ρTOA(R)——紅波段的大氣層頂表觀反射率；6ρBOA(NIR)——近紅外波段經(jīng)過大氣校正的地表反射率；ρBOA(R)——紅波段經(jīng)過大氣校正的地表反射率；歸一化植被指數(shù)（NDVI）的計(jì)算可以采用三種定量化級別的圖像作為輸入，分別是未使用定量化程度較高的NDVI數(shù)據(jù)；反之則使用定量化程度較低的NDVI數(shù)據(jù)。4.6.8水陸分離、云識別和水草識別4.6.9閾值分割和水華二值圖針對水體區(qū)域的NDVIDN和NDVITOA數(shù)據(jù)，藍(lán)藻水華的NDVI值要高于正常水體，由于色合成圖像目視識別或NDVI灰度直方圖統(tǒng)計(jì)加以確定，NDVI值高于閾值的為藍(lán)藻水華。4.6.10水華面積和水華面積比例計(jì)算P=×100%（4）A——水體面積（推薦采用以當(dāng)年無云影像獲取的水陸掩膜計(jì)算出的水體面積P——水華面積比例。4.7質(zhì)量保證與質(zhì)量控制75.1監(jiān)測目的群落組成以及相關(guān)輔助指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，據(jù)此評價水華5.2監(jiān)測內(nèi)容5.3點(diǎn)位布設(shè)河流應(yīng)考慮在回溯（回水）區(qū)、對照區(qū)布設(shè)點(diǎn)位，飲用水點(diǎn)位，用于判斷本次藻類水華的發(fā)生、發(fā)展5.4監(jiān)測頻次應(yīng)急監(jiān)測每兩天至少1次，監(jiān)測指標(biāo)為藻密度，監(jiān)測時段原則為9:00～16:00。820cm/s～30cm/s的速度作∞形循回拖動約1min～3min，或在水中沿表層拖濾1.5m3~保證采樣基礎(chǔ)信息完整。除常規(guī)項(xiàng)目外，記錄中過采樣時的溫度，必要時需使用冷藏設(shè)備，應(yīng)仔細(xì)保管樣品，確保樣品無破損、無污的直徑，按πr2計(jì)算視野面積。用作測量和計(jì)數(shù)的其他鏡頭的每一種搭藻體計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)前要將樣品充分搖勻，用定量加9D——所有藻類細(xì)胞密度。5.7質(zhì)量保證與質(zhì)量控制Ⅴ級。當(dāng)這兩項(xiàng)評價結(jié)果同時存在時，采用比較法綜合評價6.3.1基于藻密度評價的水華程度ⅠⅡⅢⅣⅤc）當(dāng)藻密度屬于某一水華程度級別監(jiān)測點(diǎn)位占全部監(jiān)測點(diǎn)位的比先計(jì)算所有點(diǎn)位藻密度平均值，然后將該值所屬水華程度級別判定為監(jiān)測水體的水6.3.2基于水華面積比例評價的水華程度根據(jù)水華面積比例的大小評價水華程度，其分級標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)Ⅰ0ⅡⅢⅣⅤ對于難以確定水域邊界的情況，建議以藻類密度評價為總體特征描述見表1和表2。水華程度綜合評價適用于監(jiān)測水體全部水域的水華程度評b）按水華程度組合類別比例評價：設(shè)△G為后時段與前時段“Ⅰ~