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(jìn)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(cè)手段難以實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，可對(duì)水質(zhì)進(jìn)行較高精度的檢測(cè)。
　　本文以淮南市潘集創(chuàng)大生態(tài)園沉陷水域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過地物光譜儀對(duì)水域采樣點(diǎn)進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)采集，同時(shí)實(shí)地取樣并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，測(cè)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(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

2、的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)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(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，選出各重金屬元素的最佳反演模型，并檢驗(yàn)其精度。實(shí)驗(yàn)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(duì)沉陷水域各重金屬含量進(jìn)行不同模型（線性、對(duì)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(duì)Cr的預(yù)測(cè)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(xiàng)模型對(duì)各種金屬含量預(yù)測(cè)精度相對(duì)較高?；陔p波段比的反演模型較單波段反演模型對(duì)6類重金屬含量的預(yù)測(cè)精度并不都是提高的，對(duì)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