Os dados de reflectância hiperespectral Rrs (Remote sensing reflectance) possuem um valor significativo na inversão de parâmetros de qualidade da água em áreas costeiras. No entanto, sensores hiperespectrais são limitados pela complexidade técnica e alto custo, além de que os dados hiperespectrais obtidos em campo são significativamente afetados pelo ambiente, dificultando a cobertura em larga escala. Para superar essas limitações, este artigo propõe um modelo eficiente de reconstrução hiperespectral Rrs baseado em KAN (Kolmogorov-Arnold Networks), que utiliza diretamente dados de sensoriamento remoto por satélite para treinamento, reconstruindo a reflectância hiperespectral Rrs altamente consistente com as características de distribuição dos valores observados reais a partir da reflectância multiespectral Rrs. O artigo utiliza dados de nível 2 Rrs do imageador hiperespectral costeiro HICO (Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean) como amostras de treinamento, que são reamostradas para seis sensores multiespectrais principais, viabilizando a reconstrução da reflectância hiperespectral Rrs na faixa de 400 a 719 nm (intervalo de 1 nm). Os experimentos demonstram que o modelo KAN apresenta desempenho superior em todos os sensores comparado com modelos empíricos tradicionais Li_2017 e modelos de aprendizado profundo DNN (Deep Neural Network) e CNN (Convolutional Neural Network), com erro quadrático médio raiz RMSD de 2,25×10⁻⁴ (sr⁻¹), erro absoluto médio MAE de 1,60×10⁻⁴, erro percentual absoluto médio MAPE de 0,0534, coeficiente de determinação R² de 0,9982 e viés Bias de -0,1×10⁻⁴, demonstrando boa capacidade de generalização e estabilidade. Validações adicionais mostram que a reflectância hiperespectral Rrs reconstruída com base em KAN apresenta melhor desempenho na inversão da concentração de clorofila a (Chlorophyll-a, Chl-a), melhorando significativamente a precisão da inversão, especialmente em áreas de alta concentração. O modelo de reconstrução hiperespectral KAN proposto oferece novas ideias para superar as limitações dos modelos tradicionais dependentes de dados medidos ou simulados e aprimorar o desempenho da inversão de sensoriamento remoto em corpos d’água complexos.
关键词
Rede KAN; reflectância hiperespectral; reconstrução de reflectância; inversão de parâmetros de qualidade da água; águas costeiras; reflectância de sensoriamento remoto da água