湖泊水体高光谱遥感反演总磷的地统计算法设计

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1、万方数据第41卷第5期红外与激光工程2012年5月V01．41No．5InfraredandLaserEngineeringMay2012湖泊水体高光谱遥感反演总磷的地统计算法设计潘邦龙Ⅵ，易维宁·，王先华1，秦慧平1，王家成·，乔延利1(1．中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥230031；2．安徽建筑工业学院环能学院，安徽合肥230601)摘要：高光谱遥感应用于内陆湖泊水质监测具有较好的发展前景，但由于内陆湖泊水体光学环境的时空多变性，如何高效利用水体高光谱特征信息，降低数据冗余度，发展高精度的水质参数反演模型具有重要的意义。针对上述问题，以巢湖为例，将遗传算法和

2、地统计学相结合，利用环境一号(HJ—lA)卫星HSI高光谱遥感数据，建立了基于协同克里格遗传算法的湖泊水质总磷浓度高光谱遥感反演模型。实验结果显示，与传统遗传算法比较，协同克里格遗传算法模拟的ME、RMSE分别提高了128．2％、53％。经总磷实测值和反演值比对，建模和检验的相关系数群分别为O．85、O．77。反演结果表明：协同克里格遗传算法通过利用克里格插值对传统遗传算法目标函数优化改进，使其具备克里格最佳局部估计能力，能够有效提高反演的精度。关键词：协同克里格遗传算法；总磷；环境一号卫星；高光谱中图分类号：TP79；X87文献标志码：A文章编号：1007—2276(20

3、12)05—1255一06GeostatisticsalgorithmdesignonhyperspectralinversionoftotalphosphorusoflakePanBanglon91”，YiWeinin91，WangXianhual，QinHuipin91，WangJiachen91，QiaoYanlilf1．AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2．EnvironmentandRemurceEngineeringDepartmen

4、t，AnhuiUniversityofArchitecture，Hefei230601。China)Abstract：Hyperspectralremotesensingisattractivetovariousapplicationsformonitoringavarietyofnutrientparametersofinlandlakes．However．fbrt11espatialandtemporalvariabilityofopticalpropeaiesininlandlake，itisofgreatimportancetoefficientlyusehyper

5、spectralcharacteristicinformationofwaterbodies。reducedataredundancy，anddevelophigh-precisionretrievalmodelofwaterqualityparameters．Inthepaper．hyperspectralretrievalmodeloftotalphosphorus(TP)，takingChaoLake勰anexample，wasestablishedbyc0一KrigingGAtoretrieveTPconcentrationfromHJ一1AsatelliteHSI

6、hyperspectralremotesensingdata．ThisnovelapproachwasacombinationofgeneticalgorithmandGeostatistics．ExperimentalresultsshowthatME。RMSEofCO—KrigingGAayeincreasedby128．2％，53％comparedwiththetraditionalgeneticalgorithm．BythefimessofinversedvaluesandmeasuredTP，correlationcoefficient舻ofmodelingtes

7、tis0．85，0．77．Finally，thismodelissuccessfullyappliedtoprocesstheimagestakenby收藕日期：2011-09—22；修订日期：2011-10-19基金项目：国家自然科学基金(41071232)；安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2009A021Z)作者简介：潘邦龙(1976一)，男。博士研究生，主要研究方向为湖泊水环境偏振高光谱遥感应用。Email：panbanglong@163．com导师简介：易维宁(1956一)，女，研究员．博士生导师，主