[发明专利]高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法

权利要求书

1.高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集沉积物样品，获取其剖面高光谱图像，读取高光谱数据，将数据传入计算机；

(2)对高光谱图像进行空间剪裁，选取有效空间的高光谱图像；

(3)提取颜色有效信息进行图像分割；

(4)根据监测沉积物不同物质含量的需求，对高光谱数据进行光谱分析；

(5)根据监测沉积物不同物质含量的需求，将高光谱图像的每个像素点的光谱代入已有模型中，实时获得该沉积物样品在沉积物不同深度的各个物质含量预测结果。

2.根据权利要求1所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于，步骤(4)的光谱分析包括根据监测沉积物不同物质含量的需求，对高光谱数据进行光谱预处理和/或选择不同的特征波段。

3.根据权利要求2所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：光谱预处理采用谱区选择、平滑求导、SNV、MSC或归一化算法。

4.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：步骤(2)中采用马氏距离法或最小距离法对图像进行空间裁剪。

5.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：步骤(3)中采用分水岭分割算法或均值漂移分割算法对提取的有效颜色进行图像分割。

6.根据权利要求2-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，特征波段选择采用连续投影算法（SPA）、无信息变量消除算法（UVE）或遗传算法（GA）方法。

7.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，已有模型是通过在同一谱区范围若干个沉积物样品建立的，若沉积物样品与已有模型样品在同一地理位置，则直接代入该模型中；若沉积物样品与已有模型样品不在同一地理位置，则先对沉积物样品进行模型转移，再代入该模型中。

8.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，预测结果以两种形式显示，一种为反演该沉积物各个点的含量，分别以图形式显示沉积物剖面各个物质含量分布；另一种是将沉积物剖面每个点的预测含量以表格的形式显示。

9.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：步骤(1)中，采集的沉积物样品为近海沉积物、浅海沉积物或深海沉积物，根据沉积物深度需要拍摄的高光谱图像。

10.根据权利要求1-3任一所述的高光谱成像技术实时监测海洋沉积物剖面物质含量的方法，其特征在于：沉积物物质为总磷、总氮、总炭、铜或汞。