路径: 主页 > HJ > 第15页 > HJ 1098-2020 | 标准编号 | HJ 1098-2020 (HJ1098-2020) | | 中文名称 | 水华遥感与地面监测评价技术规范 | | 英文名称 | Technical specifications for monitoring and evaluating algal bloom based on remote sensing and field monitoring | | 行业 | 环保行业标准 | | 字数估计 | 16,114 | | 发布日期 | 2020 | | 实施日期 | 2020-04-12 | | 发布机构 | 生态环境部 | HJ 1098-2020: 水华遥感与地面监测评价技术规范
HJ 1098-2020 英文名称: Technical specifications for monitoring and evaluating algal bloom based on remote sensing and field monitoring
中华人民共和国国家环境保护标准
水华遥感与地面监测评价技术规范
（试行）
生 态 环 境 部 发 布
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。
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，导致反射率较低。因此，通
过计算植被指数可以区分水华和正常水体。
4.6.1 遥感数据选择
选取具有红光（630 nm～690 nm）和近红外（760 nm～900 nm）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
像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。
4.6.2 几何校正
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。
4.6.3 空间裁剪
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，范围
要略大于水体区域。
4.6.4 辐射定标
辐射定标根据遥感器的定标公式及各波段定标系数进行。辐射定标公式的一般形式为：
4.6.6 大气校正
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模型的方法（如 6S 模型、Flaash 大气校正模型等）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 ρBOA。
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NDVIDN、NDVITOA和NDVIBOA。
4.6.9 阈值分割和水华二值图
针对水体区域的 NDVIDN和 NDVITOA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
为 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）。
5.3.1 布设原则
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。
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
河流应考虑在回溯（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。
监测频次 5.4
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。
5.4.2 预警监测
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 9:00～16:00。
5.4.3 应急监测
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。
现场采样 5.5
5.5.1 采样方法
定量采样：使用直立式采水器在0 m～0.5 m深处采集水样1 L，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 0.5 m 深处以
20 cm/s～30 cm/s 的速度作∞形循回拖动约 1 min～3 min，或在水中沿表层拖滤 1.5 m3～
5.0 m
3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 30 ml 棕色广口瓶中。
5.5.2 现场记录
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。
5.5.3 样品保存和运输
现场采集的样品，每 1 L 样品中加入 15 ml 鲁哥氏液固定、保存。若样品有长期保存的
价值，需加入福尔马林 1 ml、甘油 2 ml 进行样品固定保存。样品运输过程中贮存温度不超
过采样时的温度，必要时需使用冷藏设备，应仔细保管样品，确保样品无破损、无污染。
分析方法 5.6
5.6.1 藻密度分析方法
a）显微镜计数法（镜检法）
开展常规监测时可采用以下操作步骤及方法，待相关环境监测分析方法标准发布后，按
相关标准执行。方法主要包括以下操作步骤：
样品浓缩：取定量1000 ml水样静置沉淀24 h后，用虹吸管小心抽掉上清液，余下20 ml～
25 ml 沉淀物转入 100 ml 定量瓶中，再用上清液少许冲洗定容至所需浓缩倍数的体积。若水
样中藻密度较高，可根据实际情况对水样原液直接进行镜检测定。
仪器校准：将目镜测微尺（目尺）放入 10 倍目镜内，应使刻度清晰成像（一般刻度面
应朝下），将镜台测微尺（台尺）当作显微玻片标本，用 20 倍物镜进行观察，使台尺刻度清
晰成像。台尺的刻度代表标本上的实际长度，一般每小格 0.01 mm。转动目镜并移动载物台，
使目尺与台尺平行，并且目尺的边沿刻度与台尺的 0 点刻度重合，然后数出目尺 10 格对应
的台尺格数，用这个格数乘以 0.01 mm，其乘积表示目尺 10 格代表标本上的长度，做好记
录，即某台显微镜 20 倍物镜配 10 倍目镜，目尺 10 格代表标本上的长度。用台尺测出视野
的直径，按 πr2计算视野面积。用作测量和计数的其他镜头的每一种搭配，也都应做同样的
校准和记录。
藻体计数：计数前要将样品充分摇匀，用定量加样管吸取 0.1 ml 样品注入 0.1 ml 计数
框。移入之前要将盖玻片斜盖在计数框上，一边进样，另一边出气，避免气泡产生。注满后
把盖玻片移正。计数片子制成后，稍候几分钟，待藻类沉至框底后，在 10×40 倍或 8×40
倍显微镜下计数 100 个视野。以上计数两片取其平均值。若两片计数结果个数相差 15%以上，
则进行第三片计数，取其中个数相近两片的平均值。
计数亦可采用长条计数法，选取两相邻刻度从计数框的左边一直计数到计数框的右边称
为一个长条。与下沿刻度相交的个体，应计数在内，与上沿刻度相交的个体，不计数在内，
与上、下沿刻度都相交的个体，以生物体的中心位置作为判断的标准，也可在低倍镜下，按
上述原则单独计数，最后加入总数之中。一般计数三条，即第 2、5、8 条，若藻体数量太少，
则应全片计数。
b）快速测定方法：便携式仪器法
仪器设备：藻类密度监测仪。
仪器校准：校准方法采用两点校准，用蒸馏水和校准溶液进行校准。校准溶液采用已知
藻密度含量的浮游植物悬浮液。校准工作前，要仔细清洗校准杯内部。在每次更换新的校准
溶液时，要先用干净水清洗校准杯和所有传感器，再用少量待用的校准溶液润洗校准杯和所
有传感器后倒掉，然后再加入校准溶液进行校准。在每次测量结束后，要用干净水清洗校准
杯和所有传感器表面。清洗干净后，在校准杯中加入少量干净水(自来水即可，1 cm 高度)，
再旋紧到主机上，竖立放置以待下次使用。
仪器参数：分辨率为 0.01 个相对荧光强度。
5.6.2 藻类群落组成分析方法
藻类分析鉴定操作方法同 5.6.1 藻密度分析方法的显微镜计数法。
藻类群落组成分析方法原则上鉴定到种（种类难以区分的可以鉴定到属），并计算各种
藻类种数量占比（Pi），确定优势种。
6.3.1 基于藻密度评价的水华程度分级标准
根据藻密度的高低评价水华程度，其分级标准及相应的特征描述见表 1。应标明水华发
生的优势种。
6.3.2 基于水华面积比例评价的水华程度分级标准
根据水华面积比例的大小评价水华程度，其分级标准及相应的特征描......
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