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HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范（试行）简介：

《HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范（试行）》是由中国生态环境部制定并发布的一项技术规范，主要目的是为了规范和指导水华的遥感监测和地面监测工作，以科学、准确、高效的方式评估水华的发生、发展和影响，为水华的预防、预警和治理提供科学依据。

这个规范主要包含以下几个方面的内容：

1. 监测指标：规定了水华遥感监测的主要指标，如叶绿素a含量、蓝藻生物量等，以及地面监测的指标，如pH值、溶解氧、氨氮、总磷等。

2. 监测方法：详细介绍了遥感监测和地面监测的技术方法，包括遥感数据的获取、处理和解译，以及现场采样、分析方法等。

3. 评价体系：构建了水华的评价指标体系，包括水华的严重程度、影响范围、发展趋势等，为水华的评价提供了统一的标准。

4. 数据管理与应用：规定了监测数据的管理、共享和应用，强调了数据的科学性、准确性和时效性。

5. 试验与验证：提出了一套试验与验证的方法，用于检验和优化监测与评价技术的有效性。

6. 安全与防护：对监测过程中可能涉及的安全问题和防护措施进行了规定，确保人员和设备的安全。

该规范的实施，有助于提升我国在水华监测和评估方面的技术水平，为水环境管理提供有力的技术支撑。同时，也有助于推动我国水华预警和防控工作的科学化、规范化进程。

HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范（试行）部分内容预览：

3.7 空间分辨率spatialresolution 指像元代表的地面范围的大小。 3.8 时间分辨率temporalresolution 传感器能够重复获得同一地区影像的最短时间间隔。 3.9 辐射定标radiometriccalibration 根据遥感器的定标方程和定标系数，将其记录的量化数字灰度值转换成对应现场的表 辐亮度的过程。 3.10 几何校正geometriccorrection 为消除影像的儿何畸变而进行的投影变换和不同波段影像的套合等校正工作。 3.11 大气校正atmospherecorrection 消除或减弱卫星遥感影像获取时在大气传输中因吸收或散射作用引起的辐射畸变。 3.12 数字灰度值digitalnumber（DN) 由遥感器各波段获取的反射或辐射能量量化而成的灰度等级， 3.13 表观辐亮度apparentradiance 大气层顶辐亮度，卫星遥感器入瞳处的辐射亮度。 3.14 表观反射率apparentreflectance 表观辐亮度与无大气水平场景绝对白体假设下遥感器应获得入瞳辐亮度之间的比值， 3.15 地表反射率surfacereflectance 地物表面反射能量与到达地物表面的入射能量的比值， 3.16 归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindex（NDvI) 近红外波段与可见光红波段数值之差和这两个波段数值之和的比值

数字灰度值归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexofdigital number(NDVIow) 基于数字灰度值（DN）计算得到的归一化植被指数。 3.18 大气层顶归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexoftopof atmosphericreflectance(NDVIro) 利用大气层顶表观反射率计算得到的归一化植被指数。 3.19 大气层底归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexofbottomof atmosphericreflectance(NDVIsoa) 利用经过大气校正的地表反射率计算得到的归一化植被指数， 3.20 常规监测routinemonitoring 以系统掌握监测水体藻类状况为目的的例行监测行为。 3.21 预警监测warningmonitoring 在水华敏感期，以及时掌握监测水体藻类生长和发展状况，判断水华发生风险为目的的 监测行为。

数字灰度值归一化植被指数normalized difference vegetation index of digital number(NDVIow) 基于数字灰度值（DN）计算得到的归一化植被指数。 3.18 大气层顶归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexoftopof atmosphericreflectance(NDVIro) 利用大气层顶表观反射率计算得到的归一化植被指数。 3.19 大气层底归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexofbottomof atmosphericreflectance(NDVIsoa) 利用经过大气校正的地表反射率计算得到的归一化植被指数， 3.20 常规监测routinemonitoring 以系统掌握监测水体藻类状况为目的的例行监测行为。 3.21 预警监测warningmonitoring 在水华敏感期，以及时掌握监测水体藻类生长和发展状况，判断水华发生风险为目的的 监测行为。

应急监测emergencymonitoring 在水华暴发期NB／T 42067-2016标准下载，以跟踪掌握监测水体藻类水华状况为目的的监测行

采用卫星遥感影像数据开展水体的蓝藻水华监测，获得水体中蓝藻水华的空间分布位置 计算蓝藻水华面积及其所占水体面积比例，据此评价水华程度

采用卫星遥感影像数据监测蓝藻水华主要是基于正常水体光谱与发生水华水体光谱的 差异。蓝藻水华暴发时，藻类聚集在水体表面，因其对红光波段的强吸收导致产生的红光波 段反射率较低，在近红外波段具有类似于植被光谱曲线特征的“反射峰平台效应”，近红外 波段反射率较高。而正常水体对近红外波段有强烈的吸收作用，导致反射率较低。因此，通 过计算植被指数可以区分水华和正常水体

、蓝藻水华面积和空间分布位置

根据实际工作需要确定监测频次，条件允许时建议每天开展监测。

水华遥感监测技术流程如图1所示。

4.6.1遥感数据选择

基于卫星遥感影像数据监测蓝藻水华技术流租

选取具有红光（630nm～690nm）和近红外（760nm～900nm）波段的卫星遥感影像 数据。空间分辨率应取决于监测水体的大小，水体面积越小，空间分辨率要求越高。遥感影 象数据至少覆盖监测水体90%以上面积；在监测水体内，云覆盖率小于50%。水陆掩膜， 云掩膜、水草掩膜及观测几何条件等辅助数据坐标系及投影应与遥感影像数据保持一致

基于参考影像或空间几何信息，开展影像几何精度校正和空间投影转换，精度控制在1 个像元内。

依据监测水体区域的左上角和右下角经纬度，对所选取的遥感影像进行空间裁剪， 要略大于水体区域。

感器的定标公式及各波段定标系数进行。辐射

L =Gain ×DN+Offset

4.6.5大气层顶表观反射率计算

元LD PTOA F, cos 0.

可见光波段和近红外波段的卫星遥感大气校正主要针对大气分子散射、气溶胶散射及水 汽吸收的影响。可采用基于辐射传输的方法（如6S、Flaash大气校正等）进 行大气校正，得到各波段地表反射率，也称为大气层底反射率PBOA。

4.6.7归一化植被指数计算

4.6.8水陆分离、云识别和水草识别

为避免蓝藻水华的误判，应结合实际情况准确识别被监测的水体区域，剔除云、水草等 的干扰，形成监测水体的水体掩膜、云掩膜和水草掩膜等辅助数据，获得包含蓝藻水华的水 体区域所有像元的NDVI值，按不同处理方式可分别获得像元的NDVInN、NDVITOA和NDVIOA

6.9阈值分割和水华二

针对水体区域的NDVIDN和NDVIroA数据，蓝藻水华的NDVI值要高于正常水体，由于 未经过大气校正，判别蓝藻水华的NDVI阈值会随着不同影像发生变化，需要结合遥感假彩 色合成图像目视识别或NDVI灰度直方图统计加以确定，NDVI值高于阈值的为蓝藻水华。 针对经过准确大气校正的水体区域的NDVIBOA数据，判别水华区别于正常水体的阈值可以设 内0，NDVI值高于0的像元为蓝藻水华 蓝藻水华像元赋值为1，其他地物（包括正常水体、云、陆地等）像元赋值为0，获得 水华二值图。

4.6.10水华面积和水华面积比例计算

基于水华二值图统计水华像元总数，乘以每个像元对应的实际面积，计算得出水华面积 水华面积除以水体面积获得水华面积比例（百分比）

式中：一一水华面积； A一一水体面积（推荐采用以当年无云影像获取的水陆掩膜计算出的水体面积）；

4.7质量保证与质量控制

选择卫星遥感影像数据时需检查影像数据有无条带，有无数据缺失现象，保证用于监测 水华的遥感影像原始数据质量。尽量不选取云层覆盖过多，水体区域有大面积耀斑出现的遥 感影像。采用最接近卫星过境时刻发布的辐射定标系数，几何校正的精度控制在1个像元之 内。结合实际情况准确剔除云、水草等区域，提高水体掩膜、云掩膜、水草掩膜的精度，减 少水陆混合像元、云层和水草对蓝藻水华识别的影响。以相近时间过境的更高空间分辨率遥

感影像获得的水华面积为相对真值，交叉验证水华识别精度，也可以通过实地考察来辅助验 证水华识别的精度，精度应保证在80%以上，

通过实验室手工检测或便携式仪器快速检测的方式，获取监测水体水样中藻密度、藻类 群落组成以及相关辅助指标监测数据，据此评价水华程度

核心指标为藻密度、藻类优势种和群落组成。 注：水温、pH、溶解氧、氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数、透明度、浊度、电导率、叶绿素a、藻 毒素等水质指标，以及流量、流速、水位、日照、气温、风力、风向等水文和气象指标可作为辅 助指标，用于水华暴发原因和发展变化趋势分析，

结合监测区域自然地理气候条件，根据监测目的（常规、预警、应急）选择具有代表性 的水域布设藻类水华监测点位。点位布设应尽可能与常规理化指标监测点位布设相一致，满 足获得连续性数据的需要，

GB∕T 50768-2012 白蚁防治工程基本术语标准5. 3.2 布设方式

湖泊（水库）藻类水华监测点位一般布设在湖库入湖区、出湖区、中心区及其他易于暴 发水华的水域。较宽阔的河流需要在近岸的左右两边同时布设点位，受潮汐（回水）影响的 可流应考虑在回溯（回水）区、对照区布设点位，饮用水源区域须在取水点附近布设点位 在藻类水华多发、环境条件具有代表性的位置布设常规监测点位，用于开展常规监测和预警 监测，便于长期、连续的监测。对突发水华情况，根据现场情况布设应急监测点位，即临时 点位，用于判断本次藻类水华的发生、发展和变化

5. 4. 1常规监测

常规监测频次为每月至少1次，采样时段原则为9:00～16:00。在实际监测中可根据情 况适当增加或减少频次，封冻期可停止监测。

预警监测频次为每周至少1次，每月不少于4次，监测时间为每周第1~3天，采样时段 原则为9:0016:00。

应急监测每两天至少1次，监测指标为藻密度，监测时段原则为9:00～16:00

5. 5.1 采样方法

定量采样：使用直立式采水器在0m0.5m深处采集水样1LDB13∕T 2585-2017 公路涵洞通道用复合钢波纹涵管通用技术要求，用于藻类生物定量分析。 定性采样：使用25号浮游生物网采集藻类生物定性分析水样。在表层至0.5m深处以 20cm/s～30cm/s的速度作°o形循回拖动约1min～3min，或在水中沿表层拖滤1.5m²~ 5.0m体积的水体，待网中有明显的藻量进入则将网提出水面，滤去水后藻类集中在网头内 旋开活塞将捞得的藻类放入30ml棕色广口瓶中。

保证采样基础信息完整。除常规项目外，记录中还应包括与水华程度密切相关的水色、 水面藻类群体形态（条状、成片）、群体大小及水体中藻类状态（颗粒状、泥浆状）等水华 表征描述。