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申请/专利权人：陕西省环境监测中心站

摘要：本发明公开了一种基于光谱反射的水质参数分类反演方法和系统，涉及水质监测技术领域。包括：提取水体高光谱图像中光谱反射值重叠程度最小的光谱波段的直方图的波峰；基于波峰选取初始像素点；基于初始像素点使用k均值算法将水体高光谱图像分割；将不同类像素点输入水质参数反演模型中获得各类的水质参数。为了解决由于初始聚类中心不具有区分性而造成的水质参数反演不准确，本发明通过在重叠程度最小的光谱波段内选择初始像素点，最大程度的避免了光谱反射值存在重叠的情况；并基于重叠程度最小所对应的光谱波段直方图中的波峰选择初始像素点，获得了更具代表性和区分性的初始像素点，从而获得更准确的参数反演结果。

主权项：1.一种基于光谱反射的水质参数分类反演方法，其特征在于，包括：采集大小为M×N×Λ的水体高光谱图像，其中，M和N分别表示水体高光谱图像在水平方向和垂直方向的像素点数量，Λ表示水体高光谱图像的光谱波段数量；基于水体在各光谱波段的光谱反射值，获得用于表征各光谱波段的光谱反射值重叠程度的特征值；提取最小特征值所对应的光谱波段的光谱反射值直方图，所述光谱反射值直方图横坐标为光谱反射值大小，纵坐标为不同光谱反射值对应的像素点数量；提取光谱反射值直方图中若干个用于表征邻域内像素点数量最大的波峰所对应的若干个分割光谱反射值；分别从若干个分割光谱反射值中选取若干个像素点作为初始像素点；所述获得用于表征各光谱波段的光谱反射值重叠程度的特征值，具体包括：分别从各光谱波段中提取出对应的光谱反射值，得到Λ个大小为M×N的二维矩阵，每个二维矩阵表示水体在各光谱波段下的光谱反射值分布；基于二维矩阵，计算用于表征各光谱波段的光谱反射值离散程度的离散特征值；以各光谱波段所对应的离散特征值的倒数作为用于表征各光谱波段的光谱反射值重叠程度的特征值；提取光谱反射值直方图中若干个用于表征邻域内像素点数量最大的波峰所对应的若干个光谱反射值，具体包括：提取光谱反射值直方图中的所有波峰所对应的像素点数量；按照像素点数量对波峰进行排序后获得前k个波峰所对应的k个光谱反射值，其中，k＝{2,3,4,5}；所述分别从若干个分割光谱反射值中选取若干个像素点作为初始像素点，具体包括：分别获得k个光谱反射值的所有像素点坐标；基于像素点坐标计算k个光谱反射值所对应的k个像素点质心坐标；对k个像素点质心坐标取整，获得k个初始像素点坐标；基于初始像素点，使用k均值算法将水体高光谱图像中的像素点分割为不同的类；将不同类像素点分别输入水质参数反演模型中，以获得各类像素点所对应的水质参数。

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