[發(fā)明專利]土壤砷濃度空間分布反演方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210004012.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN114384023A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯德義;賈茜越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G06F30/20
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 樊春燕

1.一種土壤砷濃度空間分布反演方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取衛(wèi)星高光譜圖像；

根據(jù)所述衛(wèi)星高光譜圖像中各像元對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建各所述像元的關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)；

通過反演模型對(duì)各所述像元的所述關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)進(jìn)行反演處理，得到所述衛(wèi)星高光譜圖像對(duì)應(yīng)的土壤砷濃度空間分布反演圖像，所述土壤砷濃度空間分布反演圖像中任一像元對(duì)應(yīng)的像元值，用于表征所述像元對(duì)應(yīng)土壤的砷濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反演模型包括預(yù)測(cè)模型和圖像生成模塊，所述通過反演模型對(duì)各所述像元的所述關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)進(jìn)行反演處理，得到所述衛(wèi)星高光譜圖像對(duì)應(yīng)的土壤砷濃度空間分布反演圖像，包括：

通過所述預(yù)測(cè)模型對(duì)各所述像元的所述關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到各所述像元對(duì)應(yīng)的砷濃度；

通過所述圖像生成模塊對(duì)各所述像元對(duì)應(yīng)的砷濃度進(jìn)行反演，得到所述衛(wèi)星高光譜圖像對(duì)應(yīng)的土壤砷濃度空間分布反演圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取研究區(qū)的樣本衛(wèi)星高光譜圖像及所述樣本衛(wèi)星高光譜圖像中各采樣點(diǎn)土壤對(duì)應(yīng)的砷濃度；

根據(jù)各所述采樣點(diǎn)在所述樣本衛(wèi)星高光譜圖像中對(duì)應(yīng)的樣本光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建各所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樣本光譜指數(shù)；

針對(duì)任一所述采樣點(diǎn)，從所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樣本光譜指數(shù)中確定樣本關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)；

通過初始預(yù)測(cè)模型對(duì)所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述樣本關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，得到所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)砷濃度；

根據(jù)所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)砷濃度及所述采樣點(diǎn)土壤對(duì)應(yīng)的砷濃度，構(gòu)建所述初始預(yù)測(cè)模型，得到所述預(yù)測(cè)模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述獲取研究區(qū)的樣本衛(wèi)星高光譜圖像，包括：

獲取研究區(qū)的衛(wèi)星高光譜圖像；

對(duì)所述衛(wèi)星高光譜圖像進(jìn)行校正處理，得到樣本衛(wèi)星高光譜圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各所述采樣點(diǎn)在所述樣本衛(wèi)星高光譜圖像中對(duì)應(yīng)的樣本光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建各所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樣本光譜指數(shù)，包括：

對(duì)各所述采樣點(diǎn)在所述樣本衛(wèi)星高光譜圖像中對(duì)應(yīng)的樣本光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，得到降噪后的樣本光譜數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述樣本光譜數(shù)據(jù)和/或所述降噪后的樣本光譜數(shù)據(jù)，采用單波段構(gòu)建方式和/或雙波段構(gòu)建方式構(gòu)建各所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樣本光譜指數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)任一所述采樣點(diǎn)，從所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樣本光譜指數(shù)中確定樣本關(guān)鍵高光譜指數(shù)，包括：

針對(duì)任一所述采樣點(diǎn)，根據(jù)各所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述樣本光譜指數(shù)及各所述采樣點(diǎn)土壤的砷濃度，確定所述采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各所述樣本光譜指數(shù)與土壤砷濃度的相關(guān)系數(shù)；

將所述相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于或者等于相關(guān)系數(shù)閾值的所述樣本光譜指數(shù)，作為樣本關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

確定用于構(gòu)建所述樣本關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)的目標(biāo)光譜波段及目標(biāo)構(gòu)建方式；

所述根據(jù)所述衛(wèi)星高光譜圖像中各像元對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建各所述像元的關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)，包括：

針對(duì)所述衛(wèi)星高光譜圖像中的任一所述像元，根據(jù)所述像元對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)中的所述目標(biāo)光譜波段、及所述目標(biāo)構(gòu)建方式，構(gòu)建所述像元的關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)。

8.一種土壤砷濃度空間分布反演裝置，其特征在于，所述裝置包括：

第一獲取模塊，用于獲取衛(wèi)星高光譜圖像；

第一構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述衛(wèi)星高光譜圖像中各像元對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建各所述像元的關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)；

反演模塊，用于通過反演模型對(duì)各所述像元的所述關(guān)鍵特征高光譜指數(shù)進(jìn)行反演處理，得到所述衛(wèi)星高光譜圖像對(duì)應(yīng)的土壤砷濃度空間分布反演圖像，所述土壤砷濃度空間分布反演圖像中任一像元對(duì)應(yīng)的像元值，用于表征所述像元對(duì)應(yīng)土壤的砷濃度。