[发明专利]一种多波段优化组合的水质参数浓度反演方法和装置

权利要求书

1.一种多波段优化组合的水质参数浓度反演方法，其特征在于，包括：

获取采样点处水质参数的实测浓度和所述采样点处水体的对应不同波段的高光谱反射率数据；

采用连续投影算法对所述高光谱反射率数据的波段进行第一次筛选，得到第一组波段，其中，所述第一组波段包括多个波段；

根据所述水质参数的实测浓度和对应所述第一组波段的高光谱反射率数据，构建第一偏最小二乘反演模型；

计算对应所述第一组波段的高光谱反射率数据在所述第一偏最小二乘反演模型中的贡献值；

根据所述贡献值对所述高光谱反射率数据的所述第一组波段进行第二次筛选，得到对应第二组波段，其中，所述第二组波段所包括的波段的数量小于所述第一组波段所包括的波段的数量；

采用偏最小二乘算法并根据所述水质参数的实测浓度和对应所述第二组波段的高光谱反射率数据，构建第二偏最小二乘反演模型；

将所述采样点处对应所述第二组波段的高光谱反射率数据输入至所述第二偏最小二乘反演模型进行浓度反演，得到所述水质参数的浓度反演值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水质参数的实测浓度和对应所述第一组波段的高光谱反射率数据，构建第一偏最小二乘反演模型，包括：

从对应所述第一组波段的高光谱反射率数据中提取多个主成分；

将偏最小二乘算法中的交互检验法替换为随机检验法，得到改进偏最小二乘算法；

采用所述改进偏最小二乘算法对提取的所述多个主成分进行计算分析，确定所述多个主成分中最佳主成分，以及确定所述最佳主成分的个数；

根据所述水质参数的实测浓度和所述个数的所述最佳主成分，构建第一偏最小二乘反演模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从对应所述第一组波段的高光谱反射率数据中提取多个主成分，包括：

根据所述采样点处水体的对应所述第一组波段的高光谱反射率数据，建立光谱矩阵；

根据所述采样点处的水质参数的实测浓度，建立水质参数矩阵；

根据所述光谱矩阵和所述水质参数矩阵，计算提取系数；

根据所述提取系数从所述光谱矩阵中提取多个主成分。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组波段包括F个波段，所述计算对应所述第一组波段的高光谱反射率数据在所述第一偏最小二乘反演模型中的贡献值，包括：

依次去除所述第一组波段中的每个波段，构成F个波段组合，每个波段组合包括F-1个波段；

将所述水质参数的实测浓度和每个波段组合对应的高光谱反射率数据输入至所述第一偏最小二乘反演模型，以构建F种第三偏最小二乘反演模型；

根据所述水质参数的实测浓度和所述第一偏最小二乘反演模型对所述实测浓度的反演浓度，计算所述第一偏最小二乘反演模型的第一残差平方和；

根据所述水质参数的实测浓度和每种第三偏最小二乘反演模型对所述实测浓度的反演浓度，计算每种第三偏最小二乘反演模型的第三残差平方和；

根据所述第一残差平方和与所述每种第三偏最小二乘反演模型的第三残差平方和，计算每种第三偏最小二乘反演模型所对应的被去除的波段的贡献值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述贡献值对所述高光谱反射率数据的所述第一组波段进行第二次筛选，得到对应第二组波段，包括：

确定贡献值最小的第三偏最小二乘反演模型所对应的目标波段组合；

将所述第一组波段更新为所述目标波段组合，直至所述第一残差平方和停止减小；

将最后一次更新后的第一组波段确定为第二组波段。