[發(fā)明專利]反演土壤重金屬污染風險等級的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111197959.5 | 申請日: | 2021-10-14 |
| 公開(公告)號: | CN114021900A | 公開(公告)日: | 2022-02-08 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 侯德義;賈茜越 | 申請(專利權(quán))人: | 清華大學 |
| 主分類號: | G06Q10/06 | 分類號: | G06Q10/06;G06Q50/26;G06N3/04;G06N20/00;G06N20/10 |
| 代理公司: | 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606 | 代理人: | 哈達 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 反演 土壤 重金屬 污染 風險 等級 方法 | ||
1.一種反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,包括以下步驟:
根據(jù)研究區(qū)中采樣點的相關(guān)信息建模并利用所得模型反演未采樣點的土壤重金屬污染風險等級;
所述建模的方法包括以下步驟:
獲取所述研究區(qū)內(nèi)的地物的位置,通過歐氏距離及梯度計算公式構(gòu)建所述采樣點與各所述地物的特征變量;
對所述研究區(qū)的衛(wèi)星多光譜影像進行校正和去除噪聲后,構(gòu)建單波段、雙波段及三波段多光譜指數(shù),所述單波段光譜指數(shù)包括ln(a)、1/a、1/ln(a)和所述雙波段光譜指數(shù)包括a×b、a/b、和(a-b)/(a+b),所述三波段光譜指數(shù)包括(a+b)/c、(a×b)/c、(a-b)/c和其中a、b、c為波段值;
根據(jù)所述特征變量及所述多光譜指數(shù)與土壤重金屬濃度之間的響應關(guān)系,提取關(guān)鍵特征變量;
將所述采樣點的土壤重金屬污染風險等級作為因變量,所述關(guān)鍵特征變量為自變量構(gòu)建隨機森林模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及支持向量機模型,并根據(jù)評價指標篩選模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,選取所述采樣點的方法包括系統(tǒng)采樣法、對角線采樣法、梅花型采樣法、棋盤式采樣法或蛇形采樣法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,獲取所述地物的位置所采用的方法為標注遙感圖像,獲取所述遙感圖像的工具為遙感衛(wèi)星或無人機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,獲取所述衛(wèi)星多光譜影像采用的工具為Landsat系列衛(wèi)星、Spot系列衛(wèi)星、Sentinel系列衛(wèi)星、資源系列衛(wèi)星或高分辨率系列衛(wèi)星。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,所述評價指標包括準確率、F1-score、低風險采樣點的F1-score、中風險采樣點的F1-score、高風險采樣點的F1-score及Kappa系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,劃分所述采樣點的土壤重金屬污染風險等級的方法包括:測定所述采樣點的土壤樣本的pH及重金屬濃度,并確定重金屬的篩選值及管制值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,所述土壤樣本預先除去了碎石和動植物殘骸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,所述校正和去除噪聲的方法包括幾何校正和大氣校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,所述大氣校正的模型包括6S大氣校正模型、Flaash模型或Mortran模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項所述的反演土壤重金屬污染風險等級的方法,其特征在于,所述重金屬為As、Pb、Ni及Cr中的一種或多種。
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