[發(fā)明專利]反演土壤重金屬污染風險等級的方法

在審

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• 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

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。