恭喜中国科学院西安光学精密机械研究所胡炳樑获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院西安光学精密机械研究所申请的专利一种基于高光谱多参数的水质监测方法、计算机程序产品获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114965316B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210539614.1,技术领域涉及:G01N21/31;该发明授权一种基于高光谱多参数的水质监测方法、计算机程序产品是由胡炳樑;王雪霁;于涛;刘嘉诚;刘骁;亓晨;钟菁菁设计研发完成,并于2022-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于高光谱多参数的水质监测方法、计算机程序产品在说明书摘要公布了:本发明属于水质监测方法,为解决传统水质监测方法存在必须接触水体、实时性差、对人员要求高的技术问题,提供一种基于高光谱多参数的水质监测方法、计算机程序产品,计算光谱曲线与标准水体光谱曲线的相关系数,并根据该相关系数对高光谱图像中的部分光谱曲线进行剔除,能够有效改善由于漂浮物或气泡等环境因素导致的光谱数据异常问题,进而可以提升水质监测的准确性。再通过不同水质参数浓度下,经过校正的光谱曲线、对应水质参数浓度进行建模,得到建模模型,后续对水质进行监测时,只需将校正后的光谱曲线输入至建模模型中,即可准确高效的获取水质参数浓度,使得本发明的方法准确高效。
本发明授权一种基于高光谱多参数的水质监测方法、计算机程序产品在权利要求书中公布了:1.一种基于高光谱多参数的水质监测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取建模数据集S1.1,采用高光谱成像仪采集水面反射的高光谱图像,所述高光谱成像仪由线性渐变滤光实现光谱信息探测;将水面反射的高光谱图像沿行方向分解成a条光谱曲线,其中,a为光谱仪探测器的像元行数;S1.2,分别计算a条光谱曲线与标准水体光谱曲线的相关系数R,并设置阈值T,若R<T,则剔除相应光谱曲线,否则,保留相应光谱曲线,得到n条光谱曲线,其中,n为保留的光谱曲线数量,n≤a;所述分别计算a条光谱曲线与标准水体光谱曲线的相关系数R,具体为:分别对a条光谱曲线根据每个波长的响应峰值位置,提取出多维光谱曲线,该多维光谱曲线的维数为高光谱图像的波段数;再通过下式分别计算a条光谱曲线与标准水体光谱曲线的相关系数R: 其中,X和Y分别表示计算相关系数R的两条光谱曲线,CovX,Y为X和Y的协方差,Var[X]、Var[Y]分别为X和Y的方差;S1.3,计算n条光谱曲线的均值,将该均值作为该水体最终的光谱曲线S;S1.4,对所述光谱曲线S进行黑白板校正,得到校正后的反射光谱曲线S’;S1.5,对于不同水质参数浓度的水体,重复步骤S1.1至步骤S1.4,得到m种水质参数浓度水体对应的反射光谱曲线S’,构成建模数据集M:M=[S′1,…,S′m]其中,m为大于1的整数,S′1为第1种水质参数浓度水体对应的反射光谱曲线,S′m为第m种水质参数浓度水体对应的反射光谱曲线;S2,得到建模模型对建模数据集M中的反射光谱曲线、各反射光谱曲线对应的水质参数浓度通过偏最小二乘PLS或反向传播神经网络BPNN进行建模,得到建模模型;S3,对水质进行监测使水面反射的高光谱图像经步骤S1.1至步骤S1.4处理后,输入至建模模型,得到对应的水质参数浓度。
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