[發(fā)明專利]一種黑土硒含量高光譜間接提取的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811533066.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN109738370B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東輝;趙英俊;李璇瓊;秦凱;楊越超;張玉燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

1.一種黑土硒含量高光譜間接提取的方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟(1)、數(shù)據(jù)預(yù)處理：包括步驟(1.1)、輻射校正、步驟(1.2)、幾何校正、步驟(1.3)、剔除異常波段、步驟(1.4)、歸一化；

所述步驟(1.1)中，使用基于MODTRAN4+輻射傳輸模型的FLAASH算法對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，F(xiàn)LAASH是基于太陽(yáng)波譜范圍內(nèi)和平面郎伯體，計(jì)算時(shí)需要元數(shù)據(jù)包括觀測(cè)視場(chǎng)角、太陽(yáng)角度、平均海拔高度、大氣模型、氣溶膠類型和能見度范圍；

計(jì)算公式為：

式中，L為傳感器接收的總輻射亮度；ρ為像元表面反射率；ρ_e為像元周圍平均表面反射率；S為大氣球面反照率；L_α為大氣后向散射輻射率；A、B為大氣和幾何條件的系數(shù)；

所述步驟(1.2)中，利用機(jī)載POS 510系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)上慣導(dǎo)系統(tǒng)和定位系統(tǒng)記錄了每一個(gè)像元的位置參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)，通過(guò)每一幀圖像的GPS時(shí)間，將坐標(biāo)賦值給該像元 ；

所述步驟(1.3)中，對(duì)于經(jīng)過(guò)輻射校正和幾何校正的光譜曲線上的噪聲波段，采用加權(quán)移動(dòng)平均法或包絡(luò)線消除法，剔除這些異常波段；

所述步驟(1.4)中，將所有波段數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理能夠突出光譜信息；

步驟(2)、提取特征波段；

所述步驟(2)包括如下步驟：將所有黑土樣本按成分含量大小排序，分析其在可見-近紅波段范圍內(nèi)光譜變換規(guī)律；對(duì)采樣點(diǎn)硒、有機(jī)質(zhì)、鐵、pH和氧化鈣含量進(jìn)行逐波段求反射率對(duì)養(yǎng)分的相關(guān)系數(shù)，選取相關(guān)系數(shù)較高的前5個(gè)波段，作為特征波段，步驟(3)、建立模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑土硒含量高光譜間接提取的方法，其特征在于：所述步驟(3)包括如下步驟：

步驟(3.1)計(jì)算硒含量與其它四種成分含量的相關(guān)系數(shù)，確定硒的正、負(fù)相關(guān)關(guān)系；步驟(3.2)高光譜數(shù)據(jù)反演有機(jī)質(zhì)、鐵、pH和氧化鈣的含量，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，建立硒元素與這四種成分的回歸模型；步驟(3.3)通過(guò)四種成分，間接反演硒含量；步驟(3.4)通過(guò)四種成分，間接反演硒含量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種黑土硒含量高光譜間接提取的方法，其特征在于：所述步驟(3.1)中采用的公式為：

式中，Cov(Se,Y)為硒含量Se與有機(jī)質(zhì)、鐵、pH和氧化鈣數(shù)據(jù)Y_i的協(xié)方差，Var[Se]為硒含量Se的方差，Var[Y_i]為有機(jī)質(zhì)、鐵、pH和氧化鈣Y_i的方差，r(Se，Y_i)是硒含量與有機(jī)質(zhì)、鐵、pH和氧化鈣數(shù)據(jù)Y_i的相關(guān)系數(shù)；

所述步驟(3.3)中采用的公式為：

Y_Se＝0.5229+0.0418·X_Som-0.0166·X_Fe2O3-0.0356·X_pH-0.005·X_CaO (6)

式中，Y_Se、X_Som、X_Fe2O3、X_pH、X_CaO分別為硒、有機(jī)質(zhì)、鐵、pH 和氧化鈣成分的含量。