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原文传递一种基于高光谱影像的区域生态风险评价方法

专利名称：	一种基于高光谱影像的区域生态风险评价方法
摘要：	本发明涉及土壤环境监测与生态风险评价领域，具体涉及一种基于高光谱影像的区域生态风险评价方法。该方法包括：1)采集研究区土壤样本；2)土壤样本中重金属浓度实验室化学测定；3)获取研究区成像光谱数据并完成航空高光谱数据预处理；4)实现基于高光谱影像数据的研究区多种土壤重金属浓度反演估算；5)将多种土壤重金属估算结果输入生态风险评价模型，得到研究区以空间像元为单位的大范围连续地理空间的生态风险评价制图分析。本方法具有非接触性、基于像元尺度的大范围连续地理空间、快速高效进行区域生态风险评价的特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	生态环境部南京环境科学研究所
发明人：	马伟波;李海东;谭琨;高媛赟;李辉;叶尔那尔·胡马尔汗;燕守广
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910446356.0
公开号：	CN110095587A
代理机构：	江苏瑞途律师事务所
代理人：	陈彬;蒋海军
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	210042 江苏省南京市玄武区蒋王庙街8号
主权项：	1.一种基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)确定研究区的采样点，采集土壤样本；步骤2)测定步骤1)采集的土壤样本中多种土壤重金属浓度；步骤3)确定研究区数据空间分辨率，确定布设航线，获取航空高光谱影像数据，对所述数据进行几何及辐射预处理，得到成像光谱反射率数据；步骤4)实现基于高光谱影像数据的多种土壤重金属浓度反演估算：将步骤2)测定的重金属浓度数据与采样点对应处的成像光谱反射率数据组合，形成研究数据集，按照比例将研究数据集划分为训练数据集和验证数据集，基于训练数据集在多种土壤重金属浓度和成像光谱反射率数据之间建立模型，同时进行模型精度评价；步骤5)将成像光谱反射率数据输入所述模型，得到研究区多种土壤重金属估算结果及连续地理空间制图；步骤6)将多种土壤重金属估算结果输入生态风险评价模型公式，利用潜在生态风险系数法计算得到每种重金属的生态风险指数；将多种重金属生态风险指数组合计算得到研究区综合生态风险评价结果。 2.根据权利要求1所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：所述步骤6)中的生态风险评价模型公式为：式中，CFi＝Ci/Si，CFi表示重金属i的污染指数，Ci表示重金属i在每个空间像元处的浓度值，Si为该重金属的土壤环境背景值，为重金属i的毒性响应系数，表示单个重金属i的生态风险指数；所述步骤6)中组合计算依据的公式为：式中，RI表示重金属综合的潜在风险指数，表示重金属i的毒性响应系数。 3.根据权利要求1或2所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：所述步骤4)中建立模型的方法为支持向量机回归方法。 4.根据权利要求3所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：采样点所在区域面积应满足地面土壤属性保持一致的面积大于3*3像元空间范围；每个采样点处坐标记录通过实时动态差分法精密确定。 5.根据权利要求1或2所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：所述土壤重金属包括As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn。 6.根据权利要求5所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：所述步骤3)中航空高光谱影像数据为光谱波段覆盖光谱范围为0.4～2.5μm的影像数据。 7.根据权利要求6所述的基于高光谱影像的区域生态风险评价方法，其特征在于：采样点按棋盘式方法进行布设，每处采样点均采集地表1～4cm厚度的多个土壤样本。
所属类别：	发明专利