实现水体含量反演程序。

2025-01-06 10:18:08 +08:00
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+1、环境搭建注意事项
+python版本：3.13.1
+gdal whl文件下载路径：https://github.com/cgohlke/geospatial-wheels/releases
+安装PyKrige时，pip换成国内源，否则会失败：https://blog.csdn.net/weixin_50679163/article/details/122392249
+
+2、命令行工具使用说明
+2.1 数据要求
+（1）输入原始影像是反射率数据
+（2）无效像元对应的值必须为0，data ignore value = 0
+（3）输入影像必须为bsq
+（4）实测数据的格式：以tab分割的3列：经度，纬度，含量
+
+2.2 二级指令
+水体处理分为8个步骤，每步都是可调用的单独的程序，但是由于某些步骤的实现方式不止一种，所以引入了二级命令隔离参数。
+使用二级指令的程序：水域掩膜、去耀斑、基于实测值进行模型修正、反演。
+
+3、命令行程序文档
+3.1 水域掩膜
+（1）此程序用于提取水域区域，输出的水域栅格和输入的影像具有相同的行列数。支持2种二级指令（算法）：rasterize_shp，ndwi。
+
+（2）rasterize_shp
+
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --img_path IMG_PATH
+                        输入影像文件的路径
+  -i2, --shp_path SHP_PATH
+                        输入shp文件的路径
+  -o, --water_mask_outpath WATER_MASK_OUTPATH
+                        输出水体掩膜文件的路径
+
+命令示例：
+rasterize_shp -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_cutarea.shp -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask
+
+（3）ndwi
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --img_path IMG_PATH
+                        输入影像文件的路径
+  -i2, --ndwi_threshold NDWI_THRESHOLD
+                        输入ndwi水体阈值，大于此值的为水域
+  -o, --water_mask_outpath WATER_MASK_OUTPATH
+                        输出水体掩膜文件的路径
+
+命令示例：
+ndwi -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m -i2 0.4 -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask_ndwi
+
+3.2 找耀斑严重区域
+
+此程序通过大律法分割图像，提取耀斑最严重的区域，输出的栅格和输入的影像具有相同的行列数。
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --input INPUT    输入影像文件的路径
+  -i2, --input_water_mask INPUT_WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -gw, --glint_wave GLINT_WAVE
+                        用于提取耀斑严重区域的波段.
+  -o, --output OUTPUT   输出文件的路径
+
+命令示例：
+-i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_severe_glint
+
+3.3 去耀斑
+（1）此程序用于去除水域数据的耀斑，暂时支持3种算法。支持3种二级命令（算法）：subnir,regression_slope,oxygen_absorption
+
+（2）subnir
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --input INPUT    输入影像文件的路径
+  -i2, --input_water_mask INPUT_WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -o, --output OUTPUT   输出文件的路径
+  -s, --start_wave START_WAVE
+                        nir开始波段
+  -e, --end_wave END_WAVE
+                        nir结束波段
+
+命令示例：
+subnir -i1 D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510 -o D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510_nir_730-750 -s 730 -e 750
+subnir -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_nir_730-750 -s 730 -e 750
+
+（3）regression_slope
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --input INPUT    输入影像文件的路径
+  -i2, --input_water_mask INPUT_WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -o, --output OUTPUT   输出文件的路径
+  -s, --start_wave START_WAVE
+                        nir开始波段
+  -e, --end_wave END_WAVE
+                        nir结束波段
+  -r, --roi ROI         输入roi文件的路径
+
+命令示例：
+regression_slope -i1 D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510 -o D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510_slope -s 730 -e 750 -r D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\roi2.xml
+regression_slope -i1 D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510_wgs84.dat -o D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510_slope -s 730 -e 750 -r D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\roi2_latlong.xml
+regression_slope -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_slope -s 730 -e 750 -r D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\roi_glint.xml
+
+（4）oxygen_absorption
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --input INPUT    输入影像文件的路径
+  -i2, --input_water_mask INPUT_WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -o, --output OUTPUT   输出文件的路径
+  -l, --left_shoulder_wave LEFT_SHOULDER_WAVE
+                        氧气吸收谷左肩波长
+  -v, --valley_wave VALLEY_WAVE
+                        氧气吸收谷底波长
+  -r, --right_shoulder_wave RIGHT_SHOULDER_WAVE
+                        氧气吸收谷右肩波长
+  -sw, --shoulder_window SHOULDER_WINDOW
+                        氧气吸收谷左右肩平均窗口，半径
+  -vw, --valley_window VALLEY_WINDOW
+                        氧气吸收谷底平均窗口，半径
+
+命令示例：
+oxygen_absorption -i1 D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510 -o D:\PycharmProjects\sun_glint\test_data\ref_deepWater_20230914_154510_oxygen -l 752.49 -v 762.49 -r 772.49 -sw 1 -vw 1
+oxygen_absorption -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_oxygen -l 752.49 -v 762.49 -r 772.49 -sw 1 -vw 1
+
+3.4 基于实测值进行模型修正
+（1）此程序用于通过实测数据修正模型参数。支持6种二级命令（算法）：chl_a,nh3,mno4,tn,tp,tss。
+
+（2）6种二级命令（算法）的参数都一样
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --img IMG        输入影像文件的路径
+  -i2, --water_mask WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -i3, --severe_glint SEVERE_GLINT
+                        输入耀斑严重文件的路径
+  -i4, --measured_data MEASURED_DATA
+                        输入实测含量数据的路径
+  -i5, --radius RADIUS  输入实测坐标半径
+  -o, --model_info_outpath MODEL_INFO_OUTPATH
+                        输出模型信息文件的路径
+
+命令示例：
+chl_a -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -i3 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_severe_glint -i4 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\content_retrieval\chl-a\Measured_point_pos_chl-a.txt -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\content_retrieval\chl-a\chl-a.json
+
+3.5 获取等间隔点坐标
+
+此程序通过给定间隔输出坐标。
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --water_mask WATER_MASK
+                        输入水域掩膜文件的路径
+  -i2, --severe_glint SEVERE_GLINT
+                        输入耀斑严重文件的路径
+  -i3, --interval INTERVAL
+                        输入间隔，单位为米
+  -o, --output_csvpath OUTPUT_CSVPATH
+                        输出csv文件的路径
+
+命令示例：
+-i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_water_mask -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_severe_glint -i3 100 -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor_interval.csv
+
+3.6 基于（5）所得坐标获取光谱
+
+此程序获取给定坐标的光谱曲线。
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --imgpath IMGPATH
+                        输入影像文件的路径
+  -i2, --coorpath COORPATH
+                        输入坐标文件的路径
+  -o, --output_path OUTPUT_PATH
+                        输出csv文件的路径
+
+命令示例：
+-i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m_bsq -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor_interval.csv -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor-spectral.csv
+
+3.7 反演
+
+（1）此程序使用修正后的模型进行反演。支持6种二级命令（算法）：chl_a,nh3,mno4,tn,tp,tss。
+
+（2）6种二级命令（算法）的参数都一样
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --model_info_path MODEL_INFO_PATH
+                        输入模型信息文件的路径
+  -i2, --coor_spectral_path COOR_SPECTRAL_PATH
+                        输入坐标-光谱文件的路径
+  -i3, --wave_radius WAVE_RADIUS
+                        输入波长平均半径
+  -o, --outpath OUTPATH
+                        输出文件的路径
+
+命令示例：
+chl_a -i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\content_retrieval\chl-a\chl-a.json -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor-spectral.csv -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor-spectral-retrieval.csv
+
+3.8 插值
+
+此程序基于反演结果进行插值。
+
+options:
+  -h, --help            show this help message and exit
+  -i1, --pos_content_path POS_CONTENT_PATH
+                        输入含量文件的路径
+  -i2, --img_path IMG_PATH
+                        输入影像文件的路径
+  -i3, --spatial_resolution SPATIAL_RESOLUTION
+                        输出控件分辨率
+  -o, --outpath OUTPATH
+                        输出文件的路径
+
+命令示例：
+-i1 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\coor-spectral-retrieval.csv -i2 D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\ref_mosaic_1m -o D:\PycharmProjects\0water_rlx\test_data\content.tiff