[发明专利]一种实现水体叶绿素a遥感反演精度评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现水体叶绿素a遥感反演精度评估方法，属于海洋水色遥感与内陆水环境遥感技术领域，适用于定量遥感的理论方法和应用技术研究。

背景技术

目前，内陆与近海水体污染严重，面临着富营养化的威胁。利用遥感技术可以及时快速大尺度同步监测水质状况与变化趋势，对于水资源管理与水环境保护具有十分重要的意义。

水色遥感产品的精度评估与精度表达问题是目前水色遥感研究的热点与难点。在传统水色遥感理论与应用研究过程中，反演结果的精度及其表达方式较少受关注，许多水色遥感产品因缺少精度描述信息而被闲置。因此，对遥感数据反演产品精度的研究有助于提高遥感数据的利用率。常用的精度描述方式为计算实测值与模型预测值之间的偏差，这种方式有利于总体上把握产品精度信息。但是这种精度评估方法只适合于卫星同步实验站点附近水域反演精度的评估，而不适合于地面实验测点以外区域的外推，容易导致较大的偏差。

遥感产品的精度问题的研究进展是定量遥感发展水平的一个重要标志。在遥感数据处理与模型分析过程中，误差将从一种形式转化成另外一种形式。将带有误差的遥感数据作为空间分析算法或模型的输入参数，将导致分析结果也具有误差。数据精度信息是数据的重要组成部分，遥感数据精度问题的关键在于遥感数据精度信息的表达。在过去的数十年中，许多学者对遥感数据精度的表达方法做了有益的探讨，并逐步形成了以“带模型”为理论核心的研究热潮。ε-带模型是“带模型”的雏形，随后逐渐出现了E-带模型，S-带模型和G-带模型等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现水体叶绿素a遥感反演精度评估方法，主要借助于广义上的“带模型”理论，即将水质参数反演函数等效地视为一条空间曲线，将实测值与模型预测值之间的偏差视为反演函数在各个节点处的反演误差，构建一种实用性强，精度信息详细的叶绿素a浓度反演精度评估方法，实现太湖叶绿素a浓度遥感反演精度的评估。

本发明的技术解决方案是：一种实现水体叶绿素a遥感反演精度评估方法能够获取像元级别的水质浓度反演精度的描述信息。以回归系数或均方根误差作为反演精度描述指标的传统反演精度评估方法具有精度信息过于综合且不详细，局部区域精度信息不准确等缺点。而本发明的带模型评估方法不仅有利于用户详细了解反演产品的质量，以确定其使用范围，而且有利于提高遥感数据的利用率。

本发明一种实现水体叶绿素a遥感反演精度评估方法，其步骤如下：

(1)叶绿素a浓度数据、光谱数据以及高光谱遥感影像读入。

(2)建立基于四波段的叶绿素a浓度半分析遥感反演模型。为了减少波段搜索处理的计算量，初步确定λ₁、λ₂、λ₃和λ₄搜索范围的前提下，以枚举的方法，分别回归了遥感参数与叶绿素a浓度的对数值之间、遥感参数与叶绿素a浓度的指数值之间、以及遥感参数与叶绿素a浓度之间三种经验关系，以回归系数最高者作为最终的反演结果。

所采用的叶绿素a浓度遥感反演模型如下式：