基于梯度提升决策树算法的鄱阳湖水环境参数遥感反演

摘要

鄱阳湖是中国第一大淡水湖和国际重要湿地,对区域经济发展和生态文明建设都具有非常重要的作用.近年来受气候变化及流域经济发展影响,其水质持续逼近轻度富营养,局部水华发生风险较高.为保护鄱阳湖水生态环境,探索适用于鄱阳湖的大尺度水质遥感监测方法至关重要.文章以鄱阳湖为实验区域,结合2018年7月和2019年8月两次鄱阳湖丰水期的实测水质数据和"高分一号"卫星影像,基于梯度提升决策树算法构建水质参数反演模型,反演了高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a、悬浮泥沙等6种水质参数.对反演算法的输入波段和参数配置进行了调试与优化,以均方根误差和决定系数作为精度评价指标,测试了该算法对各水质参数反演的精度和速度,结果表明,梯度提升决策树算法反演各水质参数的精度较高且速度较快,对多数水质参数反演的决定系数在0.8以上,具有实用价值,能够实现对内陆复杂水体水质的高精度遥感监测.