[发明专利]一种时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法

说明书

本发明公开了一种时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法，该方法采集并选取浒苔藻体，在实验室培养3种不同浓度的浒苔水体，用ASD光谱仪测定并获取浒苔水体的时间序列反射光谱，基于反射光谱定量提取光谱特征参量，构建时间序列数据，应用曲线拟合和时间序列模型进行浒苔水体光谱特征参量的时间序列拟合，获得基于浒苔藻体的反射光谱。该方法可为浒苔灾害动态监测业务化运行部门提供浒苔光谱数据，对进一步开展大尺度的高光谱高空间高时间分辨率遥感动态实时监测具有重要的参考价值。

技术领域

本发明涉及光谱特征参量的拟合领域，特别发明了一种时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法。

背景技术

浒苔是一种大型绿藻，广泛分布于我国浙江、江苏、福建等海域。浒苔(绿潮)灾害的大规模暴发严重威胁了沿岸旅游业和海水养殖业的发展，在打捞、清除浒苔的过程中，也给当地政府带来了一定经济负担。因此，开展浒苔的实时动态监测甚为必要。浒苔分布范围广、易于随水漂移，常规的人工调查难以准确监测其分布及变化。而遥感技术的进步与发展可实时动态监测浒苔灾害。浒苔藻体在不同的生长阶段，因其物理、化学或生物学性状有所不同，而导致对自然入射的或自身发出的电磁波的响应也有所不同；在一定程度上形成了具有鉴别特征的“指纹效应”。因此，浒苔光谱特征的研究将有助于浒苔识别算法提取和遥感波段选择等。

国内外学者利用遥感技术开展大规模的浒苔绿潮灾害动态监测研究已经取得一定进展。但这些算法都基于浒苔藻体反射光谱。因此，迫切需要开展浒苔水体反射光谱特征参量的时间序列拟合研究，以挖掘应用时间序列模型模拟浒苔水体光谱特征参量的可行性。可为浒苔灾害动态实时监测业务化运行部门提供浒苔反射光谱数据以及行之有效的数据处理方法，也为进一步丰富我国的地物光谱库和光谱知识库共享服务而作出贡献。

发明内容

发明目的：通过时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法，应用时间序列模型模拟浒苔水体光谱特征参量，获得基于浒苔藻体的反射光谱。

技术方案：本发明公开了一种时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法，该方法包括以下5步骤：

步骤1：采集并选取浒苔藻体；

步骤2：在实验室培养不同浓度的浒苔水体；

步骤3：浒苔水体的反射光谱测定；

步骤4：浒苔水体反射光谱数据预处理；

步骤5：应用曲线拟合和模型进行浒苔水体光谱特征参量的时间序列拟合。

进一步的，步骤1中，选取鲜重分别为0.1、0.5、1.0g的浒苔藻体为实验室培养材料。

进一步的，步骤3中，浒苔水体的反射光谱测定在暗室进行。

进一步的，步骤3中，在测定浒苔藻体的反射光谱时，每次测定10个光谱数据作平均，其平均值作为1个光谱数据。

进一步的，步骤4中，浒苔水体反射光谱数据预处理包括，光谱数据格式转换、导数光谱和对数光谱的导出、缺失数据的处理。

进一步的，对于缺失或异常的数据，采用相邻前后日期反射光谱的平均值代替。

进一步的，步骤5中，基于反射光谱定量提取光谱特征参量，构建时间序列数据。

进一步的，步骤5中，拟合浒苔水体光谱特征参量的模型包括多项式和ARMA模型。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过时间序列浒苔水体光谱特征参量的拟合方法，挖掘应用时间序列模型模拟浒苔水体光谱特征参量，获得基于浒苔藻体的反射光谱。为浒苔灾害动态实时监测业务化运行部门提供浒苔反射光谱数据以及行之有效的数据处理方法，也为进一步丰富我国的地物光谱库和光谱知识库共享服务而作出贡献。

具体实施方式