T-GDDL 24-2024 河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查 技术规范

ICS65.020

CCSB15

团体标准

T/GDDL24—2024

河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查

技术规范

TechnicalSpecificationforAirSpaceIntegratedInvestigationofLand

basedPollutionfromRiverMouthandCoastintotheSea

2024-xx-xx发布2024-xx-xx实施

广东省地理学会  发布

T/GDDL24-2024

河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查技术规范

1范围

本文件规定了河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查的对象与内容、技术流程、调查流

程。

本文件适用于河口海岸入海陆源污染调查、评估与管理。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB3838地表水环境质量标准

GB17378（所有部分）海洋监测规范

CH/Z3001无人机航摄安全作业基本要求

HY/T076陆源入海排污口及邻近海域监测技术规程

HY/T086陆源入海排污口及邻近海域生态环境评价指南

HJ442.7近岸海域环境监测技术规范第七部分入海河流监测

DB35/T1325陆源入海排污口邻近海域水环境评价方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

河口海岸estuarinecoast

河流与海洋交汇的区域，形成了独特的半咸水环境和多样的生态系统，因其高生产力和丰

富的生物多样性，具有重要的生态和经济价值。

3.2

入海陆源污染land-basedmarinepollution

陆地上的污染物通过河流、地表径流和大气沉降等途径进入海洋，导致海洋环境受到污染。

这些污染物包括农业化肥、工业废水、城市污水和塑料垃圾，严重影响海洋生态系统和人类健康。

3.3

入海陆源污染风险评估assessmentofland-basedsourcesofmarinepollutionrisk

入海陆源风险评估是指通过系统分析和评价陆地来源污染物进入海洋后对海洋生态系统和

人类健康可能产生的危害程度和潜在影响的过程。

3.4

陆域污染源land-basedpollutionsources

陆域污染源指的是位于陆地上的各种来源，通过不同途径（如河流、地表径流、大气沉降

等）向水体（如河流、湖泊、海洋）释放污染物的源头。

3.5

卫星遥感satelliteremotesensing

1

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卫星遥感是利用人造卫星搭载的各类传感器，通过在太空中获取地面或其他目标的数据和

图像信息，实现大尺度区域生态环境监测、自然资源调查等应用的科学技术。

3.6

无人机遥感unmannedaerialvehicle(UAV)remotesensing

无人机遥感是利用无人机搭载的传感器和摄像设备，通过空中平台获取地面或其他目标的

数据和图像信息，实现精细尺度区域生态环境监测、自然资源调查等应用的科学技术。

4调查对象与内容

4.1监测目的

面向河口海岸入海陆源污染的陆海协同、综合治理需求，提出长时序、高分辨率空天遥感

数据支持下的河口海岸陆域污染源智能识别与水质参数精准反演关键技术，建立面向河口海岸

入海陆源污染的空天地一体化调查体系，实现入海陆源污染风险评估与区划。监测应符合GB

17378（所有部分）的相关规定。

4.2调查内容

研发河口海岸典型陆域污染源目标智能识别算法，构建自适应的入海陆源污染水质参数反

演模型，建立河口海岸陆源污染空天地一体化调查体系，形成陆海统筹视角下的入海陆源污染

风险评估。

5技术流程

河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查技术流程如图1所示。

图1河口海岸入海陆源污染空天地一体化调查技术流程

6调查流程

6.1河口海岸陆域污染源目标智能识别

针对感潮河网—入海河流—近岸海域的陆域污染源，按CH/Z3001的作业要求，采用“卫星大面积

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普查—无人机重点区域排查—地面人工核查”方式，依据HY/T076和HY/T086的规定，构建河口海岸

入海陆源污染空天地一体化调查体系。具体如下：

a)卫星大面积普查：下载选择枯水期（12月～3月）低潮时无云或云量低于20%的高分辨率卫星

遥感影像，以尽量暴露区域内所有的陆域污染源目标；

b)无人机遥感影像获取：结合土地利用数据，明确重点排查地区，即陆域污染源目标潜在区域。

通过在重点区域布设无人机智能基站，搭载可见光、多光谱和热红外多类型传感器，高频次、自主采集

覆盖重点区域陆域污染源目标的无人机遥感影像；

c)无人机遥感数据处理：基于影像POS信息和特征相结合的无人机遥感影像快速拼接算法，实现

多通道光谱影像的亚像素级配准、多景影像的实时拼接，生成正射影像；

d)无人机重点区域排查：

1)利用无人机遥感影像，生成600×600像素的图片，人工标注入海排污口、农田、水产养

殖、企业工厂等各类陆域污染源目标，构建河口海岸陆域污染源目标深度学习样本库。入海排

污口等陆域污染源目标体积小、空间分布稀疏，并且可能存在故意遮挡等问题，因此标注的目

标样本需要保证其完整性、代表性，样本量应在1000以上；

2)按照70%、10%和20%的比例，将样本数据集划分为训练集、验证集和测试集，用于模型的

训练、验证和评价；

3)采用PSNet、DeepLabV3+、FasterRCNN等深度学习方法研发河口海岸陆域污染源目标智

能识别模型。结合陆域污染源空间位置特点（如靠近河流或海岸线），利用航拍的DSM（数字

表面模型）信息以及入海河流、岸线等地理空间数据，引入DSM增强和空间激活两种策略作

为地理分类器，集成到深度学习模型，提高目标识别模型的性能，降低误检率；

4)部署已训练模型，将其应用于目标区域无人机遥感影像提取相应的陆域污染源目标。

e)地面人工核查：针对模型提取结果，结合人工核查方式，验证目标识别结果的准确性。

6.2河口海岸水质遥感自适应反演

6.2.1数据获取与预处理

数据获取与预处理要求如下：

a)遥感数据下载：根据实际应用需求，考虑到云覆盖率和数据质量，下载多源卫星遥感影像数据

（如Landsat、Sentinel-2、MODIS、国产海洋卫星等），并且采集相应的无人机遥感影像数据；

b)实地采样：布设若干采样点进行水质参数的实地测量。常见的水质参数包括总氮、总磷、悬浮

物浓度、叶绿素a浓度、化学需氧量、透明度等。确保实地测量的数据与遥感影像的拍摄时间尽可能接

近，以减少时间差异带来的误差；

c)影像校正：利用大气校正算法对遥感影像进行辐射校正，去除大气层、太阳角度和传感器效应

的影响。利用几何校正方法（如控制点法）确保影像与地理坐标的一致性，提高空间精度。利用云检测

算法和水体掩膜（如NDWI水体指数）去除影像中的云层、阴影和陆地等非水体部分。

6.2.2模型建立与校正

a)水质参数光谱特征分析：分析不同水质参数（如悬浮物、叶绿素等）在不同波段的反射光谱特

征，确定对各参数敏感的波段，选择适合反演特定水质参数的敏感波段，减少波段冗余和信息噪声；

b)模型训练：选择合适的机器学习反演模型，如偏最小二乘回归、支持向量机、神经网络、随机

森林等，利用地面测量数据和对应的遥感影像波段数据进行模型训练，建立水质参数与遥感波段反射率

之间的数学关系；

c)模型验证：利用独立的验证数据集评估模型的预测能力，计算模型的误差和准确度指标（如均

方根误差RMSE、决定系数R²等）；

d)全区域反演计算：将训练后的反演模型应用于河口海岸区域的遥感影像，计算各个像素的水质

参数值，根据反演计算结果生成水质参数的空间分布图，展示水质在河口海岸区域内的空间变化情况。

6.2.3模型自适应调整

a)误差分析：分析误差来源（如大气影响、影像分辨率、地面数据差异等），找出影响反演精度

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的主要因素；

b)模型优化：根据验证结果和误差分析，对反演模型进行优化调整，提升模型的预测精度；

c)引入新数据：引入新的遥感影像和地面测量数据，不断更新和扩展模型的训练数据集，提升模

型的适应性和泛化能力；

d)动态调整：根据水质变化和环境因素的动态变化，不断调整模型参数和算法，确保反演结果的

准确性和时效性。

注：可参照GB3838标准限值的相关规定调整模型。

6.3陆海统筹视角下的入海陆源污染风险等级评估

6.3.1评估指标体系构建：利用层次分析法，从陆域污染源密度、陆源污染扩散强度、水体受污染程

度三个维度，并结合HJ442.7、DB35/T1325的相关规定，构建入海陆源污染风险评估指标体系。其中，

目标层为入海陆源污染风险评估，准则层为陆域污染源密度、陆源污染扩散强度和水体受污染程度3

类指标，指标层选取陆域污染源数量等9项指标。指标体系如表1所示。

表1河口海岸入海陆源污染风险评估指标体系

目标层准则层指标层

陆域污染源数量

陆域污染源密度陆域污染源种类

入海排污口数量

水动力特征

入海陆源污染风险评估陆源污染扩散强度水文潮汐特征

地形条件

总氮

水体受污染程度总磷

化学需氧量

6.3.2数据标准化和权重确定：分别从不同季节开展入海陆源污染风险评估，为保证指标的可比性，

采用极差法对指标层的9项指标进行标准化处理，根据指标与陆源污染风险的相关性（正、负相关），

分别采用式（1）和式（2）计算：

.....................(1)

�𝑖−𝑖�𝑚

�𝑖=𝑖�𝑚−𝑖�𝑚

.....................(2)

𝑖�𝑚−�𝑖

式中：

�𝑖=𝑖�𝑚−𝑖�𝑚

——第个季节第个指标的标准化值；

——第个季节第个指标的实际值；

𝑖

�和�——分�别表示第个指标的最大值和最小值。

𝑖

6.3.3�入海陆�源污染风�险分级：基于河口海岸长时序基础资料数据、陆域污染源智能识别结果、水质

��𝑚��𝑚

反演结�果等数�据，构建入海陆源污�染风险综合指数，将水域划分为不同等级的陆源污染敏感区，评估各

分区陆源污染风险等级，探讨影响各分区陆源污染风险的指标因子。其中，入海陆源污染风险综合指数

计算公式如式（3）和式（4）所示：

.....................(3)

�

𝑅�=�=1�𝑖×�𝑖

.....................(4)

式中：�

�=1�

——风险综合指数；𝑅=𝑅

——第个季节陆源