[发明专利]一种土壤重金属污染高光谱迁移的定性分类方法

摘要

本发明公开了一种土壤重金属污染高光谱迁移的定性分类方法，包括：步骤1，构建室内光谱数据集；步骤2，构建室外光谱数据集；步骤3，根据室内光谱数据集和室外光谱数据集寻找JDA变换矩阵E；根据变换矩阵E对室内和室外高光谱数据样本进行JDA变换；步骤4，以变换后的室内高光谱数据样本为输入、对应的样本标签为输出，训练SVM分类模型，得到训练后的定性分类器；步骤5，将变换后的室外高光谱数据样本输入到训练后的定性分类器，由训练后的定性分类器输出得到室外待测土壤样本是否被污染。本发明方法可以缩小室内外光谱数据的分布差异，提高根据室外测定的土壤样本的高光谱数据样本来判断土壤样本是否受污染的分类精度。

主权项

1.一种土壤重金属污染高光谱迁移的定性分类方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建室内光谱数据集；从室外采集p个土壤样本，并已知土壤样本是否污染的标签；对土壤样本进行预操作处理，接着在室内进行高光谱数据测定，并进行预处理，得到室内高光谱数据样本Xs，p个室内高光谱数据样本Xs组成室内光谱数据集Ks；步骤2，构建室外光谱数据集；针对室外q个待测土壤样本，在室外进行高光谱数据测定，并进行预处理，得到室外高光谱数据样本Xt，q个室外高光谱数据样本Xt组成室外光谱数据集Kt；步骤3，根据变换矩阵E对室内高光谱数据样本Xs和室外高光谱数据样本Xt进行JDA变换，得到变换后的室内高光谱数据样本ETXs和变换后的室外高光谱数据样本ETXt；其中，变换矩阵E满足：其中，X为输入矩阵，λ为正则参数，H为中心矩阵，I为单位矩阵，c表示对室内高光谱数据样本是否受污染两个类别的标签y_s和室外高光谱数据样本是否受污染两个类别的虚拟标签y_t的标签总称；K_s^(c)表示标签为c类的室内高光谱数据样本X_s所构成的集合，p_c表示集合K_s^(c)中的样本个数，K_t^(c)表示虚拟标签为c类的室外高光谱数据样本X_t所构成的集合，其中虚拟标签是指采用简易预判法根据室外高光谱数据样本X_t所得到的表示待测土壤样本是否受污染的标签，q_c表示集合K_t^(c)中的样本个数，且H＝I‑1/Q*O，Q＝p+q，O为Q*Q的所有元素均为1的矩阵；步骤4，将由所有的变换后的室内高光谱数据样本ETXs所组成的集合作为训练样本集，以变换后的室内高光谱数据样本ETXs为输入，对应的样本标签ys为输出，训练SVM分类模型，得到训练后的定性分类器；步骤5，将变换后的室外高光谱数据样本ETXt输入到训练后的定性分类器，训练后的定性分类器输出室外高光谱数据样本的标签，得到室外待测土壤样本是否被污染。