三峡库区回水区叶绿素a浓度遥感反演方法研究
[Abstract]:Chlorophyll a concentration is the most important index to reflect eutrophication. At present, the remote sensing retrieval of chlorophyll a concentration in inland waters mainly focuses on the common lakes, such as Taihu Lake, Poyang Lake, etc., but there is little research on the river-type lake waters such as the backwater area of the three Gorges Reservoir area. Taking Gaoyang Lake and Hanfeng Lake as study area in the backwater area of the three Gorges Reservoir area, using GF-1 WFV remote sensing data and measured data, a remote sensing inversion model was established to realize the large area dynamic inversion of chlorophyll a concentration in the tributary backwater area of the three Gorges Reservoir area. The research work and main conclusions of this paper are as follows: (1) using GF-1 WFV remote sensing data and measured chlorophyll a concentration of water body, the ratio regression analysis model is established, and the chlorophyll a concentration of backwater area is retrieved. The formula of the band ratio model is = 0.002 (5.313), x is the value of the band combination B4/B3 of remote sensing images, the root mean square error RMSE is 5.6739, and the determination coefficient R2 is 0.68672.) The inversion effect of the band ratio model is not ideal. The reason is that the backwater area of the three Gorges Reservoir area is a second type of water body, and its optical properties are complex. The linear inversion model of one type of water body is relatively one-sided. It is difficult to obtain the best fitting effect. (2) compared with the linear regression method of band ratio, the BP neural network model has the function of simulating complex nonlinear problems. In this study, the BP neural network model with the structure of 4 ~ 4 ~ 4 ~ (1) was established. After correlation analysis, B4 / (B2B3), B4 / (B2B _ 3), B4 / (B _ 2B _ 3) were selected as four input neurons of the BP neural network model, and B4 / (B _ 2B _ 3) were selected as the input neurons of the model. The hidden layer was set as the single layer and the number of nodes in the hidden layer was 4. The model was trained with the measured chlorophyll a concentration value as the output neuron. After training, the BP neural network model R2 is 0.8389, and the RMSE is 3.8745. The GF-1 WFV images extracted from the water area are used in the trained BP neural network model to retrieve the chlorophyll a concentration distribution in the backwater of the three Gorges Reservoir area from May to August 2016. The inversion results are good. (3) comparing the accuracy of the two water chlorophyll a inversion models, the determination coefficients of BP neural network model and band ratio model are 0.8389 and 0.6867, respectively; The mean square error (RMSE) was 3.8745 and 5.6739 respectively, and the mean relative error (e) was 20.6% and 55.9% respectively. The results show that the accuracy of the BP neural network model for retrieving chlorophyll a concentration in the backwater area of the three Gorges Reservoir area is higher than that of the band ratio model, and the inversion effect is better than that of the band ratio model.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X87
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,本文编号:2453693
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