内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型和方法技术

本发明专利技术提供一种内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型为Python语言的极端随机树模型，并进一步提供了该极端随机树模型的模型参数。还提供了内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演方法。本发明专利技术的内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型能够减小计算结果误差，提高水体CDOM光谱吸收系数的反演模型精度，设计巧妙，计算简便，易于实现，成本低，适于大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型和方法
本专利技术涉及内陆湖泊水体环境监测
，特别涉及内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数测量
，具体是指一种内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型和方法。
技术介绍
有色可溶性有机物(Chromophoricdissolvedorganicmatter，CDOM)又称黄质，主要由溶解有机物中在黄光波段吸收较小且呈淡黄色的物质构成，是II类水体中重要的水体光学组分，也是II类水体水色遥感3个主要的水色成分之一。CDOM主要是土壤和水生植物降解的产物，由腐质酸、富里酸、芳烃聚合物等一系列物质组成，被认为是水环境中最大的溶解有机碳贮库。CDOM在水环境生态系统中起着非常重要的作用，可强烈吸收紫外等短波长辐射，减少UV-B辐射对水体生态系统的影响，是控制水体内UV-B和UV-A衰减的绝对主导因子。同时CDOM光谱吸收了紫外辐射后容易发生光化学降解，将大分子有机物矿化分解成小分子有机物和无机营养盐，供微生物和浮游植物生长，同时会释放CO2、CH4等温室气体，加剧全球变暖。CDOM的吸收还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，其特征在于，所述内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型为Python语言的极端随机树模型，所述极端随机树模型的模型参数为：'min_impurity_decrease':0.000871292997015407,'criterion':'friedman_mse','min_samples_split':2,'max_features':'auto','splitter':'random','ccp_alpha':0.0,'max_depth':None,'min_impurity_split':None,'min_samples_l...

【技术特征摘要】
1.一种内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，其特征在于，所述内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型为Python语言的极端随机树模型，所述极端随机树模型的模型参数为：'min_impurity_decrease':0.000871292997015407,'criterion':'friedman_mse','min_samples_split':2,'max_features':'auto','splitter':'random','ccp_alpha':0.0,'max_depth':None,'min_impurity_split':None,'min_samples_leaf':1,'min_weight_fraction_leaf':0.0,'max_leaf_nodes':None。


2.如权利要求1所述的内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，其特征在于，所述极端随机树模型采用内陆湖泊水体的数据集训练而成，所述数据集包括所述内陆湖泊水体的m个样点的水体遥感反射比和CDOM光谱吸收系数，m个所述样点均匀分布在所述内陆湖泊水体上，所述水体遥感反射比为n个特征波段的水体遥感反射比，所述CDOM光谱吸收系数为355nm波长、375nm波长或者440nm波长处的CDOM光谱吸收系数。


3.如权利要求2所述的内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，其特征在于，所述m为60，所述n个特征波段为751个特征波段，所述751个特征波段为从350nm波段至1100nm波段，所述CDOM光谱吸收系数为440nm波长处的CDOM光谱吸收系数。


4.一种内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测量内陆湖泊水体的水体遥感反射比；
(2)测量所述内陆湖泊水体的CDOM光谱吸收系数αCDOM(λ)，所述λ为355nm波长，375nm波长或者440nm波长：
(3)以所述水体遥感反射比为输入数据，采用Python语言的极端随机树模型进行计算，获得反演值，根据所述反演值与所述CDOM光谱吸收系数αCDOM(λ)计算决定系数R2，改变所述极端随机树模型的模型参数的取值，R2的变化越大，说明所述模型参数的重要性越大，将所述模型参数按照所述重要性的大小由大到小进行排列构建模型参数调优秩次矩阵；
(4)以所述水体遥感反射比为所述输入数据，以所述CDOM光谱吸收系数αCDOM(λ)为输出结果，训练所述极端随机树模型，根据所述模型参数调优秩次矩阵依次对所述模型参数进行调优，获得所述模型参数的调优值；
(5)以所述水体遥感反射比为所述输入数据，以所述CDOM光谱吸收系数αCDOM(λ)为所述输出结果，采用所述的模型参数的调优值，训练所述极端随机树模型，待所述极端随机树模型训练结束后，获得内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，使用save方法保存所述内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，如果需要使用所述内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型，使用load方法加载所述内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演模型使用。


5.如权利要求4所述的内陆湖泊水体CDOM光谱吸收系数遥感反演方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述的测量内陆湖泊水体的水体遥感反射比的步骤具体包括：
测量所述内陆湖泊水体的水体光谱数据Lsw、所述内陆湖泊水体的天空漫散射光Lsky以及标准板的反射光Lp，计算所述水体遥感反射比：
Rrs＝(Lsw-rsky*Lsky)/(Lp*π/ρp)，
其中，Rrs为所述水体遥感反射比；rsky为所述内陆湖泊水体的气水表面反射率，取值0.022～0.028，在平静的水面上时rsky取值0.022，在5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晓剑，吴莹莹，朱元励，李卓，任海芳，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32