HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范

中华人民共和国国家环境保护标准

HJ1098-2020

水华遥感与地面监测评价技术规范

（试行）

Technicalspecificationsformonitoringandevaluatingalgalbloom

basedonremotesensingandfieldmonitoring

（发布稿）

本电子版为发布稿。请以中国环境出版集团出版的正式标准文本为准。

2020-02-12发布2020-04-12实施

生态环境部发布

目次

前言...............................................................................................................................................ii

1适用范围.......................................................................................................................................1

2规范性引用文件...........................................................................................................................1

3术语和定义...................................................................................................................................1

4水华遥感监测...............................................................................................................................3

5水华地面监测...............................................................................................................................7

6水华程度评价...............................................................................................................................9

i

前言

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，保护生态

环境，保障人体健康，规范和指导我国淡水水体藻类水华监测和评价工作，制定本标准。

本标准规定了淡水水体藻类水华的遥感监测方法、地面监测方法和水华程度评价方法等

内容。

本标准为首次发布。

本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。

本标准起草单位：中国环境监测总站、生态环境部卫星环境应用中心。

本标准生态环境部2020年2月12日批准。

本标准自2020年4月12日起实施。

本标准由生态环境部解释。

ii

水华遥感与地面监测评价技术规范

1适用范围

本标准规定了淡水水体蓝藻水华遥感监测方法、地面监测方法和水华程度评价方法等内

容。甲藻、硅藻及其他藻类水华监测与评价可参考使用本标准。

本标准适用于我国淡水湖库水华监测、评价与管理。其他淡水水体的水华监测与评价可

参考使用本标准。

2规范性引用文件

本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适

用于本标准。

GB/T14950摄影测量与遥感术语

GB/T30115卫星遥感影像植被指数产品规范

3术语和定义

GB/T14950和GB/T30115界定的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

水华algalbloom

淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，表观特征为水体表面有藻类聚集或藻类

颗粒悬浮在水体当中。

3.2

藻密度algaldensity

单位体积水样中藻类的细胞个数。单位：个/L。

3.3

水华面积algalbloomarea

藻类漂浮在水面时覆盖水体的面积。

3.4

水华面积比例algalbloomareaproportion

水华面积占监测水体面积的比例，百分比（%）。

3.5

水华程度algalbloomlevel

反映水华发生的强弱特征，根据水体中藻密度的高低或水华面积比例的大小进行判定。

1

3.6

标准假彩色合成图像standardfalsecolorcompositeimage

根据加色法彩色合成原理，将遥感图像的近红、红、绿波段分别通过红、绿、蓝滤光系

统合成产生的彩色图像。

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观

辐亮度的过程。

3.10

几何校正geometriccorrection

为消除影像的几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。

2

3.17

数字灰度值归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindexofdigital

number（NDVIDN）

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（NDVITOA）

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（NDVIBOA）

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。

3.22

应急监测emergencymonitoring

在水华暴发期，以跟踪掌握监测水体藻类水华状况为目的的监测行为。

4水华遥感监测

4.1监测目的

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。

4.2监测原理

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。

4.3监测内容

水体面积、蓝藻水华面积和空间分布位置。

4.4监测频次

3

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。

4.5监测技术流程

水华遥感监测技术流程如图1所示。

卫星遥感

影像DN值

遥感影像预处理

（几何校正，空间裁剪，辐射定标，表观反射率，

大气校正，NDVI计算）

归一化