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专利号: 2021103153189
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

S1:获取遥感影像并做好预处理;

S2:随机选取并创建“垃圾样本点”和“非垃圾样本点”;

S3:提取样本点光谱信息;

S4:创建归一化垃圾指数;

S5:计算垃圾覆盖度;

S6:在垃圾条带上设立剖面和站点;

S7:提取站点的垃圾覆盖度、测量距离;

S8:实地测量站点垃圾的厚度和密度;

S9:训练BP神经网络模型;

S10:提取垃圾条带上所有的覆盖度,测量距离;

S11:使用BP神经网络反演所有点的厚度;

S12:根据反演结果计算垃圾体量;

S13:验证反演的精度。

2.根据权利要求1所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S1具体如下:获取一景包含高亮度垃圾条带的遥感影像并做好预处理;

S2具体如下:将遥感影像导入ArcGIS软件,在垃圾条带上随机选取并创建大于等于50个“垃圾样本点”,在垃圾条带以外区域的图像上随机创建大于等于50个“非垃圾样本点”。

3.根据权利要求2所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S3提取样本点光谱信息为在ArcGIS平台上将“垃圾样本点”和“非垃圾样本点”的光谱信息提取出来;

S4创建归一化垃圾指数为探寻样本点光谱信息中各波段数值的联系,用其中的特征波段建立一个归一化的垃圾指数A。

4.根据权利要求3所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S5:计算垃圾覆盖度为使用该指数和覆盖度计算公式(fv=(A‑A0)/(AV‑A0)),在ENVI软件平台上计算遥感影像的垃圾覆盖度;其中,fv为垃圾覆盖度,A为归一化垃圾指数,A0为非垃圾覆盖部分的归一化指数A的值,AV为垃圾覆盖部分的归一化指数A的值,通常分别取某遥感影像归一化垃圾指数统计直方图中频率为5%和95%的A值作为A0和AV的值;

S6:在垃圾条带上设立剖面和站点;使用ArcGIS软件在垃圾条带上每隔固定距离设立一个垂直海岸线的剖面,并在每个剖面上设置三个站点,一号站点离陆地最近,三号站点离海洋最近,二号站点位于剖面的中点。

5.根据权利要求4所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S7为在ArcGIS平台上将所有站点的垃圾覆盖度值提取出来,并测量出二、三号站点与一号站点之间的距离x;

S8为实地测量所设站点处垃圾的厚度d和密度。

6.根据权利要求5所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S9:将测量得到的距离x值和计算所得的垃圾覆盖度fv值作为输入数据,将实地测量所得的垃圾厚度d作为输出数据,使用MATLAB软件中的神经网络工具进行训练,多次调整参数以提高精度,将精度最高的BP神经网络模型作为最终的反演模型进行导出。

7.根据权利要求6所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S10:在ArcGIS平台上,于垃圾条带范围里随机生成若干密集的点,提取出这些点的垃圾覆盖度fv值,并测量这些点距离垃圾条带近陆一侧的距离x;

S11:将这些点的fv值和x值输入BP神经网络模型,即可得到BP神经网络预测的厚度d’;

S12:根据反演结果计算垃圾体量。

8.根据权利要求6所述的基于BP神经网络的沿海漂浮着落垃圾体量反演方法,其特征在于,S13:选取若干随机生成的点并实地测量这些点处垃圾的厚度,与BP神经网络的预测值进行对比以确定精度是否符合要求。