基于视频监控图像的环巢湖蓝藻实时动态监测

作     者：马腾耀 肖鹏峰 张学良 段洪涛 邱银国 Ma Tengyao;Xiao Pengfeng;Zhang Xueliang;Duan Hongtao;Qiu Yinguo

作者机构：南京大学地理与海洋科学学院自然资源部国土卫星遥感应用重点实验室江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2022年第34卷第6期

页      面：1840-1853页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：安徽省巢湖管理局项目“巢湖蓝藻水华监测预警与模拟分析平台”(2019AMCZ4622)资助 

主　　题：巢湖 视频图像蓝藻识别 多尺度卷积神经网络 随机森林 蓝藻动态监测 

摘      要：蓝藻的防控与治理是湖泊水环境、水生态管理的重要内容,实时获取蓝藻的空间分布信息对于降低蓝藻灾害风险具有重要意义.针对地面调查费时费力、卫星遥感监测粒度较粗且时效性不强等问题,本文提出了一种基于视频监控网络的湖泊蓝藻实时监测技术.基于环巢湖视频监控网络的33个功能摄像机,研究如何从视频图像中实时、准确提取蓝藻的分布信息.为克服不同摄像头的观测角度不一致、光照强度和背景条件不一致等诸多挑战,在视频图像蓝藻表征分析的基础上,通过多尺度深度网络进行图像粗粒度分类,区分蓝藻与浑浊、阴影水体;基于随机森林进行蓝藻精细化识别,克服蓝藻的强异质性.最后以渔政站沿岸水域的日均蓝藻覆盖率和月均蓝藻覆盖率为统计单位,开展了巢湖沿岸蓝藻的动态监测.研究成果可为科学制定蓝藻治理方案提供技术支撑.