中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 1098-2020 水华遥感与地面监测评价技术规范 （试行） Technical specifications for monitoring and evaluating algal bloom based on remote sensing and field monitoring （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 i 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 ii 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。 1 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/T 14950 摄影测量与遥感术语 GB/T 30115 卫星遥感 影像植被指数产品规范 3 术语和定义 GB/T 14950 和GB/T 30115 界定的以及下列术语和定义适用于本标准 。 3.1 水华 algal bloom 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 algal density 单位体积水样中藻类的细胞个数。单位：个 /L。 3.3 水华面积 algal bloom area 藻类漂浮在水面时覆盖水体的面积。 3.4 水华面积比例 algal bloom area proportion 水华面积占监测水体面积的比例，百分比（ %）。 3.5 水华程度 algal bloom level 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。 2 3.6 标准假彩色合成图像 standard false color composite image 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 spatial resolution 指像元代表的地面范围的大小。 3.8 时间分辨率 temporal resolution 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 radiometric calibration 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 geometric correction 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 atmosphere correction 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 digital number （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 apparent radiance 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 apparent reflectance 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 surface reflectance 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 normalized difference vegetation index （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。 3 3.17 数字灰度 值归一化植被指数 normalized difference vegetation index of digital number（NDVI DN） 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 normalized difference vegetation index of top of atmospher ic reflectance （NDVI TOA） 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 normalized difference vegetation index of bottom of atmospher ic reflectance （NDVI BOA） 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 routine monitoring 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 warning monitoring 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 emergency monitoring 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 监测目的 4.1 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。 监测原理 4.2 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