煤礦沉陷水域重金屬含量高光譜反演方法研究.pdf

1、礦區(qū)沉陷水域一般為封閉系統(tǒng)，不與外界流通，不易排除有害物質(zhì)，受煤塵及周邊環(huán)境的影響較大，其主要水源攜帶周邊污染物，進而影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。高光譜遙感技術(shù)具備常規(guī)水域監(jiān)測手段難以實現(xiàn)的特點，可對水質(zhì)進行較高精度的檢測。
　　本文以淮南市潘集創(chuàng)大生態(tài)園沉陷水域為研究對象，通過地物光譜儀對水域采樣點進行光譜數(shù)據(jù)采集，同時實地取樣并進行實驗室分析，測量出6種重金屬元素(Cu、Pb、Zn、As、Cd、Cr)的濃度。以遙感變換數(shù)據(jù)和采樣點實測數(shù)據(jù)

2、的相關(guān)性統(tǒng)計為基礎(chǔ)，選擇特征波段及波段組合建立水體重金屬含量的高光譜反演模型，由各反演模型的決定系數(shù)及均方根誤差為評判標準，選出各重金屬元素的最佳反演模型，并檢驗其精度。實驗結(jié)果表明:
　　(1)研究區(qū)水體重金屬元素變異系數(shù)大小順序:Cu＞Zn＞As＞Pb＞Cr＞Cd。水體樣品6種重金屬元素含量偏度及峰度系數(shù)均不等于0;Cu與As、Pb與Cr的相關(guān)系數(shù)較高，其分布受到某些共同因素的影響，擁有相似的污染源和污染轉(zhuǎn)移過程。
　　

3、(2)基于不同變換形式的光譜特征波段及雙波段比對沉陷水域各重金屬含量進行不同模型（線性、對數(shù)、二次、冪、指數(shù)）的擬合，得到6種重金屬的最佳反演模型。水體重金屬含量的單波段反演模型對Cr的預測精度最高;二階微分變換形式的光譜反演模型效果最佳;二次項模型對各種金屬含量預測精度相對較高?；陔p波段比的反演模型較單波段反演模型對6類重金屬含量的預測精度并不都是提高的，對部分重金屬而言，甚至出現(xiàn)精度大幅降低的情況。
　　(3)利用光譜二階微