【摘 要】
：
为探寻区域土壤重金属含量最佳反演模型,以龙海市为研究区,对土壤原始光谱数据分别进行SG平滑、小波变换、高斯滤波和多元散射校正4种光谱预处理,运用基于模型集群分析(model population analysis,MPA)策略开发的波长选择算法:竞争适应性重加权采样算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、变量空间迭代收缩算法(variable iterative space shrinkage approach,VISSA)、迭代变量子集优化算法
【机 构】
：
福建农林大学资源与环境学院,福州 350007;福建农林大学公共与管理学院,福州 350007
论文部分内容阅读
为探寻区域土壤重金属含量最佳反演模型,以龙海市为研究区,对土壤原始光谱数据分别进行SG平滑、小波变换、高斯滤波和多元散射校正4种光谱预处理,运用基于模型集群分析(model population analysis,MPA)策略开发的波长选择算法:竞争适应性重加权采样算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、变量空间迭代收缩算法(variable iterative space shrinkage approach,VISSA)、迭代变量子集优化算法(iteratively variable subset optimi-zation,IVSO)和区间组合优化算法(interval combination optimization,ICO)剔除干扰与无信息波长变量,采用线性模型偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、非线性模型支持向量机(support vector machine,SVM)及神经网络模型极限学习机(extreme learning machine,ELM)进行土壤重金属铅(Pb)含量回归预测.结果表明:经过多种预处理方法建立的Pb含量反演模型中,基于小波变换第七层重构后的光谱数据构建的模型预测精度最优,其验证集R2=0.736,RMSE=5.426,RPD=1.976,RPIQ=2.560.基于MPA策略开发的CARS,VISSA,IVSO和ICO都能显著提升模型解释性与泛化性能,并且提高建模效率.3种回归模型总体的预测表现排序:ELM>PLSR>SVM.其中ICO-ELM预测精度最高,其验证集R2=0.863,RMSE=3.953,RPD=2.712,RPIQ=3.514.所建最优模型可为区域土地质量和生态指标快速准确监测提供新的理论参考.
其他文献
土壤水分在农业生产应用中有着不可替代的作用,农业用水、估产、旱情监测等都与土壤水分有着密不可分的关系,因此进行土壤水分变化的监测具有重要意义.目前遥感技术是进行大区域土壤水分变化监测的有效手段.光学遥感对地表植被组份信息敏感,微波可穿透植被获取植被下土壤水分信息,但合成孔径雷达(synthetic ap-erture Radar,SAR)的后向散射对土壤水分变化的敏感性受冠层影响较大.在植被覆盖区,微波遥感会受到地表粗糙度和植被的双重影响,因此采用光学和SAR遥感协同的策略能更好地去除植被和粗糙度影响,提
科学合理地划定城区范围,是建立城乡统计、制定城乡政策、实施国土空间规划的重要依据.目前尚未建立统一的城区范围概念体系和划定方法,给国土空间规划的编制和实施带来诸多不确定性.因此,针对目前我国城区范围概念不统一、划定方法不一致、空间界线不明确等问题,在广泛调研的基础上,界定了城区范围的空间内涵,并利用测绘地理信息、遥感等技术手段,提出了城区范围的空间划定方法.研究基于第三次全国国土调查数据,依次通过城区用地特征判断和空间连接判断,确定纳入城区的地物,提取城区的空间范围.以巴中市为例进行实证研究,验证了流程的
在遥感图像变化检测领域中,后验概率空间变化向量分析(change vector analysis in posterior probability space,CVAPS)方法具有诸多优点而被广泛应用.CVAPS法使用支持向量机(support vector machine,SVM)估计后验概率向量,但对中低分辨率遥感影像分类时SVM无法有效处理同物异谱、异物同谱及混合像元问题,从而无法保证最终检测结果的精度.由此,文章针对混合像元问题采用模糊C均值聚类(fuzzy C-means,FCM)进行建模,并耦
物候是植被生理生态过程与环境变化相互作用的体现,研发基于时间序列遥感数据的植被物候信息提取软件具有现实意义.现有软件主要是国外科研人员结合特定遥感数据发展的,集成的数据平滑重建方法不同,服务的对象也有差异.对现有软件功能和特点的比较分析有助于用户在选用软件时更有针对性,也可为研发植被物候软件提供参考.在简述遥感监测植被物候原理和重建时间序列遥感数据常用数据平滑方法后,文章汇总了多款集成重建方法和物候提取方法于一体的植被物候软件.重点介绍了TIMESAT,SPIRITS和DATimeS软件,比较分析了这些软
钢铁业是国民经济发展中重要组成部分,掌握钢铁企业月产量有利于开展宏观调控及合理分配资源.以钢铁企业的月产量为研究对象,运用景观格局指数的理论和方法,利用卫星热红外遥感数据表面温度反演后的分级结果,结合厂房矢量数据来获取表面温度异常值和热力景观分布参数,以此提出并建立钢铁企业炼钢月产量估算模型.再结合华中和华北两个典型钢铁企业实际月产量数据,根据最小二乘拟合分别求估算模型,模型的决定系数(R2)大于0.9.分析后验差检验结果可知,该估算模型精度等级为二级;且在95％的置信度下,实际产量值均落在估算值的置信区
利用溶液中物质的分子或离子对紫外-可见光全谱段的吸收特性来定性、定量研究水质参数的光谱分析方法,具有检测速度快、成本低、原位测量、无二次污染、可实现水质的多参数同时在线监测等优点.在论述水质光谱分析理论依据的基础上,系统分析了各种测量方式的原理和各自特点,通过对比国内外全谱段水质在线监测设备,指出了建立高精度在线水质参数反演的关键技术难点,进一步展望了水质光谱多参数在线监测系统的发展趋势.为基于光谱分析理论的水环境监测技术研究和水质参数检测仪器开发提供参考.
火星沙丘遥感识别对于人类探索火星大气与其表面交互作用具有重要的研究意义.针对传统的机器学习方法自动提取火星沙丘精度低的问题,设计了一种纹理特征提取与深度学习相结合的方法来自动识别火星沙丘.该方法在火星遥感影像纹理特征提取的基础上结合深度学习模型对火星沙丘进行提取,实现火星遥感影像端到端的语义分割.同时将U-Net方法提取结果与传统的随机森林提取方法进行对比,实验结果表明:U-Net方法能够充分利用影像中丰富的纹理信息,提取沙丘的准确率为96.7％,比传统的随机森林方法提高了3.2个百分点;U-Net方法提
镶嵌线的提取是遥感影像镶嵌的重要步骤,针对现阶段高分辨率遥感影像镶嵌技术中镶嵌线提取存在的问题,提出了一种基于多尺度分割和A*算法的镶嵌线提取方法.首先使用简单线性迭代聚类(simple linear iterative cluster,SLIC)算法对影像重叠区域进行预分割,对明显地物区域进行聚类生成紧密的超像素,获取提取影像中地物纹理信息;然后通过不断增大区域相异度阈值对相邻区域进行合并,使用尺度集模型记录区域合并过程;同时根据光谱特征的局部方差和莫兰指数决定最佳分割尺度,解决过分割问题;最后使用A*
近年来受全球气候变暖等因素的影响,全球珊瑚礁白化事件频发,而美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的珊瑚礁监测(Coral Reef Watch,CRW)系统在南海的监测结果存在低估问题.文章基于1985年起的180例南海及周边海域的珊瑚礁白化相关报道,通过计算不同阈值组合的白化漏检率、误检率与准确率,评估得到最佳阈值组合,最终实现对南海珊瑚礁白化热应力检测的改进.实验结果表明:①NOAA阈值对应的白化检测结果漏
滨海湿地信息提取对于准确掌握滨海湿地分布现状、保护与管理滨海湿地珍稀资源具有重要意义.通过可分性指数筛选极化分解特征并利用随机森林法对全极化SAR影像进行分类,以提高滨海湿地保护区地物信息提取精度.选取辽宁省辽河口湿地自然保护区作为研究区域,基于国产高分三号全极化雷达影像,采用5种极化目标分解方法提取极化特征,利用可分性指数优化特征选择,最后利用随机森林法进行辽河口自然保护区地物分类及精度评价.实验结果表明,基于优化选择的极化特征地物分类精度可达75.47％;优化选择后的极化特征参数能够有效避免信息冗余,