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基于变量优选与机器学习的农田CO_(2)排放通量反演模型研究
1
作者 赵文举 丁磊 +3 位作者 俞海英 马宏 曾凯 杨鹏涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期398-410,共13页
为准确获取农田CO_(2)排放通量和精准监测温室气体排放,采集CO_(2)实测数据,基于光谱影像数据,提取各采样点光谱反射率,在此基础上引入红边波段改进光谱指数,利用变量投影重要性分析(Variable importance in projection,VIP)、皮尔逊相... 为准确获取农田CO_(2)排放通量和精准监测温室气体排放,采集CO_(2)实测数据,基于光谱影像数据,提取各采样点光谱反射率,在此基础上引入红边波段改进光谱指数,利用变量投影重要性分析(Variable importance in projection,VIP)、皮尔逊相关系数法(Pearson correlation coefficient,PCC)以及灰色关联度分析法(Grey relational analysis,GRA)优选出的特征变量作为模型输入组,基于轻量级梯度提升机(Light gradient boosting machine,LightGBM)、反向传播神经网络(Back-propagation neural network,BPNN)和随机森林(Random forest,RF)机器学习算法,构建36个番茄农田不同生育期CO_(2)排放通量反演模型。结果表明:PCC-GRA变量优选方法构建的模型精度优于VIP和PCC法构建的模型,LightGBM的反演效果整体优于BPNN和RF模型,反演结果能真实反映番茄农田不同生育期CO_(2)排放通量。对比各生育期不同模型反演精度,LightGBM在生长期、开花坐果期、成熟期的反演效果优于其他模型,验证集决定系数R_(p)^(2)分别为0.741、0.818、0.779,均方根误差RMSE_(p)分别为0.035、0.040、0.229 mg/(m^(2)·h),平均绝对误差MAE_(p)分别为0.028、0.034、0.022 mg/(m^(2)·h),其中开花坐果期反演精度表现最优。在果实膨大期,RF反演效果优于其他模型,R_(p)^(2)为0.767,RMSEp为0.031 mg/(m^(2)·h),MAEp为0.360 mg/(m^(2)·h),且基于最佳反演模型PCC-GRA-LightGBM得到的全生育期CO_(2)排放通量动态变化曲线可较为真实地反映研究区CO_(2)排放通量变化特征。研究结果可为农田CO_(2)排放通量的精细化监测与估算提供理论依据。 展开更多
关键词 农田CO_(2)排放通量 光谱指数 变量优选 LightGBM 反演模型
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2-G-Motzkin路上的计数问题
2
作者 杨胜良 张愉媛 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第3期150-155,共6页
引入2-G-Motzkin路的概念,利用符号化方法,拉格朗日反演公式和Riordan矩阵研究了2-G-Motzkin路上的一些计数问题,给出了相应的发生函数和计算公式.
关键词 2-G-Motzkin路 符号化方法 拉格朗日反演公式 Riordan矩阵 发生函数
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Cu_(2)FeSnS_(4)/PES复合膜的制备及性能研究
3
作者 朱俊杰 刘高峰 +3 位作者 洪馨怡 李成才 朱海霖 刘国金 《水处理技术》 北大核心 2025年第2期37-43,共7页
相转化多孔膜材料具有孔洞多、比表面积大等特性,除了被用作分离膜外,还可充当含油废水处理的载体材料,表现出多用途性。本研究提出将金属硫化物Cu_(2)FeSnS_(4)纳米粒子共混于聚醚砜(PES)树脂组成铸膜液,经相转化法制备亲水性良好的PE... 相转化多孔膜材料具有孔洞多、比表面积大等特性,除了被用作分离膜外,还可充当含油废水处理的载体材料,表现出多用途性。本研究提出将金属硫化物Cu_(2)FeSnS_(4)纳米粒子共混于聚醚砜(PES)树脂组成铸膜液,经相转化法制备亲水性良好的PES多孔膜。分析Cu_(2)FeSnS_(4)纳米粒子的基本性能,研究Cu_(2)FeSnS_(4)纳米粒子共混对Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜孔结构和油水分离效能的影响,并基于Cu_(2)FeSnS_(4)纳米粒子的光芬顿特性探究了Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜的通量恢复性能及Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜对亚甲基蓝染料(MB)染料的降解性能。结果表明:Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜相比于纯PES膜水接触角由80.31°降低到56.52°;渗透通量提高48.2%,达到321.63 L/(m2·h);油水分离率高达97%。经光芬顿处理的Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜通量恢复率高达93%。此外,Cu_(2)FeSnS_(4)/PES膜对MB的降解效率可在9 min内达到99%。该研究为多功能PES膜的制备提供了一种新思路。 展开更多
关键词 相转化 多孔膜 PES Cu_(2)FeSnS_(4) 分离 染料降解
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Inverse Control of Cable-driven Parallel Mechanism Using Type-2 Fuzzy Neural Network 被引量：9
4
作者 LI Cheng-Dong YI Jian-Qiang YU Yi ZHAO Dong-Bin 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期459-464,共6页
关键词 机器人 数学模型 最小二乘法 动力学
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基于卫星遥感的成都市NO_(2)柱浓度时空分布特征及NO_(x)排放反演
5
作者 蹇良珍 何敏 +5 位作者 肖永昕 张宇阳 滕佳豪 李媛 何雨明 杨皓 《环境科学研究》 北大核心 2025年第8期1732-1742,共11页
为研究成都市NO_(2)柱浓度时空演变特征及NO_(x)排放变化趋势,利用TROPOMI卫星观测数据,分析了NO_(2)柱浓度的年际和季节性变化特征,结合风速数据,采用二维高斯函数反演各月份NO_(x)排放,并探讨其主要影响因素。结果表明:①2019-2023年... 为研究成都市NO_(2)柱浓度时空演变特征及NO_(x)排放变化趋势,利用TROPOMI卫星观测数据,分析了NO_(2)柱浓度的年际和季节性变化特征,结合风速数据,采用二维高斯函数反演各月份NO_(x)排放,并探讨其主要影响因素。结果表明:①2019-2023年成都市NO_(2)柱浓度总体呈下降趋势,年均下降率为8.4%,2020年NO_(2)柱浓度最高,2023年最低。NO_(2)柱浓度高值主要分布在中心城区以及二圈层的新都区、青白江区和龙泉驿区,呈由中心城区向四周扩散递减的趋势。冬季NO_(2)柱浓度最高,其次是秋季和春季,夏季最小。②2019-2023年成都市NO_(x)平均排放强度分别为152.1、133.6、131.7、116.4、105.0 mol/s,反演结果与其他类似研究及MEIC清单具有较好的可比性。2019-2023年NO_(x)排放量年均下降率为9.0%,2020-2023年分别同比下降11.6%、1.8%、11.7%和10.4%,大气污染减排是NO_(x)持续下降的主要驱动因素,抵消了经济活动增长对NO_(x)排放的提升。③受移动源排放季节性变化、模型反演精度以及气象要素的影响,夏季NO_(x)排放量显著低于其他季节。2020年2月NO_(x)排放量同比下降60.4%,主要归因于新型冠状病毒感染疫情防控,尤其是机动车减排。2019-2023年秋冬季NO_(x)排放量总体下降34.2%,扣除疫情影响后,秋冬季NO_(x)排放量仍呈下降趋势。研究显示,2019-2023年成都市化石燃料消耗增长,但NO_(x)年排放量及秋冬季排放量显著下降,反映出近年来大气污染管控的有效性。 展开更多
关键词 成都市 NO_(2)柱浓度 时空分布特征 排放反演 影响因素
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基于AERMOD和POA-BP神经网络的工业园区CO_(2)排放源反演
6
作者 汪颖翔 邓广宇 +7 位作者 杜治 贺继锋 周志强 陈远 周思璇 雷何 李斯吾 张晓星 《南方电网技术》 北大核心 2025年第4期196-206,共11页
工业园区CO_(2)排放在全国CO_(2)排放总量中占比约31%,园区低碳发展对于缓解气候变化具有重要作用。以湖北省某工业区为例,对工业园区单、多CO_(2)排放源关键信息进行了反演研究。基于AERMOD系统建立了工业园区内CO_(2)扩散的正向模型,... 工业园区CO_(2)排放在全国CO_(2)排放总量中占比约31%,园区低碳发展对于缓解气候变化具有重要作用。以湖北省某工业区为例,对工业园区单、多CO_(2)排放源关键信息进行了反演研究。基于AERMOD系统建立了工业园区内CO_(2)扩散的正向模型,获取反演所需数据集。利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和鹈鹕优化算法(pelican optimization algorithm,POA)优化后的反向传播(backpropagation,BP)神经网络对工业园区中CO_(2)排放源位置及排放强度进行反演计算。结果表明:POA-BP反演模型对于单排放源坐标的反演结果R^(2)为0.965,对排放强度的反演R^(2)为0.938;对于多排放源坐标的反演结果R^(2)为0.97,对排放强度的反演R^(2)为0.988,相较于其他模型来说具有较高的反演精度和稳定性,可以对工业园区内CO_(2)排放源实现较为精确的定位,为工业园区应对气候变化和推进绿色转型提供决策支持。 展开更多
关键词 工业园区 CO_(2)反演 AERMOD模型 PSO算法 WOA算法 POA算法
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基于机器视觉的船舶SO_(2)排放速率反演方法
7
作者 何微微 刘翔宇 +4 位作者 张会亮 唐奇欣 曹其航 钟士桐 孙明琨 《光子学报》 北大核心 2025年第1期189-200,共12页
排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流... 排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流中的SO_(2)浓度信息。随后利用Farneback光流算法检测羽流图像中光流的运动方向及强度,对光流向量进行可视化处理,计算得出图像中船舶尾气的排放速度。最后,结合SO_(2)的浓度信息与计算得到的排放速度,对结果进行分析,实现SO_(2)排放速率精确反演。试验结果表明,基于机器视觉的反演方法能够有效估算SO_(2)排放速率,对船舶尾气排放监测具有实际意义。 展开更多
关键词 船舶尾气 SO_(2)紫外相机 光谱定标 图像处理 排放速率反演
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基于Sentinel-2多光谱遥感影像的小浪底水质反演 被引量：8
8
作者 郭荣幸 王超梁 +1 位作者 陈济民 韩红印 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第1期93-96,102,共5页
多光谱遥感技术可根据遥感波段信息反演水质参数,降低监测成本,提高监测速度和质量,为大范围水环境监测提供了一种新的方法。通过分析小浪底水库的Sentinel-2多光谱影像以及采样点实测水质数据,建立了最佳光谱波段的水质参数反演模型,... 多光谱遥感技术可根据遥感波段信息反演水质参数,降低监测成本,提高监测速度和质量,为大范围水环境监测提供了一种新的方法。通过分析小浪底水库的Sentinel-2多光谱影像以及采样点实测水质数据,建立了最佳光谱波段的水质参数反演模型,对小浪底水库的化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)和氨氮(NH_3-N)进行了遥感反演,验证了反演模型的精确度和稳定性,并反演了各水质参数的空间分布规律。结果表明:在4种水质参数反演模型中,COD模型精确度和稳定性最高,其次是TP、TN,最低的是NH_3-N,水库出水口和部分边缘COD质量浓度较高,水库中心TN、TP和NH_3-N质量浓度高于边缘处。 展开更多
关键词 多光谱遥感 水质反演 Sentinel-2 反演模型 小浪底水库
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基于OCO-2卫星数据的中国CO_(2)浓度时空变化特征 被引量：2
9
作者 杨梅焕 邓彦昊 +2 位作者 王涛 姚明昊 赵滢滢 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第2期52-60,共9页
大气CO_(2)浓度增加引起的全球变暖问题是国内外学者关注的热点议题,但对CO_(2)的监测一直存在较多的不确定性。利用2015—2022年OCO-2卫星观测的CO_(2)柱浓度混合比数据(XCO_(2)),基于克里金插值和标准差椭圆等方法,分析了中国CO_(2)... 大气CO_(2)浓度增加引起的全球变暖问题是国内外学者关注的热点议题,但对CO_(2)的监测一直存在较多的不确定性。利用2015—2022年OCO-2卫星观测的CO_(2)柱浓度混合比数据(XCO_(2)),基于克里金插值和标准差椭圆等方法,分析了中国CO_(2)浓度时空分布与变化特征,有以下3个结论。1)基于OCO-2卫星数据的XCO_(2)数据集精度较高,与地面监测站(瓦里关站、鹿林站)观测结果的均方根误差仅为1.75 ppm和1.58 ppm,相关系数分别为0.91和0.96。2)年际上,2015—2022年中国年均XCO_(2)由399.52 ppm增至417.64 ppm,年均增速为2.56 ppm/a,高于过去10年全球CO_(2)浓度平均增速(2.06 ppm/a),但在2019年之后XCO_(2)增速呈下降趋势。季节上,XCO_(2)具有明显的季节变化特征,春季XCO_(2)最高,夏季最低。3)空间分布上,XCO_(2)表现出东部高,西部、东北地区低的空间分布特征。XCO_(2)浓度高值区域集中在京津冀和长三角等城市群。中国东北、西南地区XCO_(2)增速较快,高于华东、华南等经济发达地区。 展开更多
关键词 遥感数据反演 OCO-2 XCO_(2) 时空分析
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ICESat-2水深提取方法及其反演应用 被引量：7
10
作者 胡琪鑫 程亮 +2 位作者 楚森森 程俭 徐亚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期997-1012,共16页
相比于传统水深测量方法,结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Ree... 相比于传统水深测量方法,结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Reef为实验区,开展主被动融合水深反演实验.针对ICESat-2光子点群信噪比低、光子点水深信息提取和改正难的问题,本文提出基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法,并顾及海面倾斜引起的入射角偏移,改进了Parrish水体折射改正几何模型.实验表明,基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法可以高效准确地提取出有效的海面、海底光子点群;经过地球物理改正和基于改进模型的水体折射改正后,水深变浅,且改正项与改正前水深呈线性关系,线性系数约为-0.2550.实验将提取并改正后的ICESat-2光子点水深与经大气校正、耀斑校正、空间域滤波等预处理后的Sentinel-2影像进行空间匹配构建水深反演样本集,并利用单波段模型(SB)、比值模型(BR)、Lyzenga多项式模型(LP)、二次多项式模型(QP)、三次多项式模型(CP)、支持向量回归模型(SVR)、多层感知器模型(MLP)、随机森林回归模型(RF)等水深反演模型对实验区全域水深进行反演.通过对比分析多种水深反演模型在不同地理区域和ICESat-2水深样本分布条件下的表现,研究为不同场景下的主被动融合水深反演策略提供了一定的科学依据. 展开更多
关键词 ICESat-2 Sentinel-2 光子点群提取 折射校正 水深反演
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基于Sentinel-2影像的黄河南岸典型改良示范区土壤含盐量反演模型 被引量：3
11
作者 王宇璇 屈忠义 +3 位作者 白燕英 刘霞 刘全明 刘琦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期290-299,439,共11页
土壤盐渍化严重制约农田土壤环境的循环发展,高效准确地监测土壤盐分动态变化对盐碱地改良利用具有重要意义。为及时、有效地监测盐渍化土壤含盐量,以内蒙古黄河南岸灌区的4个典型盐碱化耕地改良示范区为例,利用Sentinel-2多光谱遥感影... 土壤盐渍化严重制约农田土壤环境的循环发展,高效准确地监测土壤盐分动态变化对盐碱地改良利用具有重要意义。为及时、有效地监测盐渍化土壤含盐量,以内蒙古黄河南岸灌区的4个典型盐碱化耕地改良示范区为例,利用Sentinel-2多光谱遥感影像,同步采集示范区内表层土壤的含盐量数据,通过相关性分析筛选敏感光谱指标,基于偏最小二乘回归(PLSR)、逐步回归(SR)、岭回归(RR)3种简单机器学习模型和深度学习Transformer模型建模,最后进行精度评价并优选出最佳含盐量反演模型。结果表明:示范区土壤反射率的可见光、红边、近红外波段反射率均与土壤含盐量呈正相关,短波红外波段反射率与土壤含盐量呈负相关,引入光谱指数能够有效提升Sentinel-2遥感影像与示范区表层土壤含盐量的相关性(相关系数绝对值不小于0.32);对比不同模型发现深度学习Transformer模型优于简单机器学习模型,验证集决定系数R~2和均方根误差(RMSE)分别为0.546和2.687 g/kg;含盐量反演结果与实地结果相吻合,为更精准反演内蒙古黄河南岸灌区盐渍化程度提供了参考。 展开更多
关键词 土壤盐渍化 含盐量反演 遥感 Sentinel-2 光谱指数 Transformer
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2-CPR/RPU并联机构的构型设计及工作性能分析 被引量：3
12
作者 丰晓东 赵耀虹 +2 位作者 李瑞琴 贺阳涛 张磊 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期4902-4908,共7页
针对当前物流领域中货件品类多、人工耗用高等问题,为满足产线快速分拣的需求,提出一种全周自由度的2-CPR/RPU并联机构,以提高物流货件的分拣效率,减少人力时间成本。绘制2-CPR/RPU机构的三维模型,采用螺旋理论对2-CPR/RPU机构自由度进... 针对当前物流领域中货件品类多、人工耗用高等问题,为满足产线快速分拣的需求,提出一种全周自由度的2-CPR/RPU并联机构,以提高物流货件的分拣效率,减少人力时间成本。绘制2-CPR/RPU机构的三维模型,采用螺旋理论对2-CPR/RPU机构自由度进行求解,并根据修正的Grübler-Kutzbach公式进行验证,通过封闭矢量对机构支链进行位置逆解分析,基于逆解表达式求得机构速度Jacobian矩阵,利用代数法分析奇异位形是否存在,编程MATLAB语言求解其符合工作范围的点并绘制出工作空间,最后对机构的承重量进行有限元仿真分析。结果表明:2-CPR/RPU并联机构具有共3个自由度,可实现2T1R型的运动(沿x、z轴的平移和绕x轴的转动);结构尺寸符合要求没有奇异位形,工作空间较大,均匀分布且呈扇形对称,执行平台转动可达60°;2-CPR/RPU并联机构结构简单且运动稳定,工作精度高、载重性能良好,适用于大部分物流包装产线的分拣装箱工作。 展开更多
关键词 2-CPR/RPU 位置逆解 奇异性 工作空间
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基于GF-1卫星遥感反演排水河沟水体溶存N_(2)O浓度模型对比研究 被引量：1
13
作者 嵇晶晶 白立影 +3 位作者 佘冬立 管伟 阿力木·阿布来提 潘永春 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期257-264,共8页
[目的]探究利用GF-1卫星数据反演水体溶存氧化亚氮(N_(2)O)浓度的可行性,为实现低成本、高效率的水质实时监测提供有效途径。[方法]以宁夏青铜峡灌区第1和第5排水河沟为研究对象,选取与排水河沟水体溶存N_(2)O浓度相关性高的GF-1卫星影... [目的]探究利用GF-1卫星数据反演水体溶存氧化亚氮(N_(2)O)浓度的可行性,为实现低成本、高效率的水质实时监测提供有效途径。[方法]以宁夏青铜峡灌区第1和第5排水河沟为研究对象,选取与排水河沟水体溶存N_(2)O浓度相关性高的GF-1卫星影像波段反射率和水质参数作为自变量,通过最优子集筛选法确定最优自变量组合,分别构建了多元线性回归、BP神经网络和支持向量机模型,对水体溶存N_(2)O浓度进行预测对比。[结果]水温(T)、溶解性有机碳(DOC)等是影响水体溶存N_(2)O浓度的主要因素,同时近红外(NIR)等卫星波段与水体溶存N_(2)O浓度变化趋势显著相关。当自变量包括T,NIR等7个因素时,模型预测效果最佳。在3种模型中,BP神经网络模型验证结果R^(2)为0.64,具有最高预测精度。[结论]GF-1卫星数据以及水质参数与水体溶存N_(2)O浓度存在复杂的相关性关系,且BP神经网络能够实现利用GF-1卫星数据较高精度地反演水体溶存N_(2)O浓度。 展开更多
关键词 N_(2)O浓度 GF-1卫星 反演 机器学习
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基于Sentinel-2卫星影像和土壤变量的盐渍化土壤水溶性盐基离子含量反演 被引量：3
14
作者 谭旺 刘义 +4 位作者 董建华 杨阳 黄介生 敖畅 曾文治 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期210-217,228,共9页
本研究旨在探讨结合多光谱遥感技术和土壤物理化学属性进行土壤水溶性离子含量预测的可行性。研究区域位于新疆南部的盐渍化土壤区域,测定土壤中主要水溶性盐基离子含量(K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^... 本研究旨在探讨结合多光谱遥感技术和土壤物理化学属性进行土壤水溶性离子含量预测的可行性。研究区域位于新疆南部的盐渍化土壤区域,测定土壤中主要水溶性盐基离子含量(K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)),并应用随机森林(Random Forest,RF),梯度提升回归树(Gradient Boosting Regression,GBR)和极端梯度提升(Extreme gradient boosting,XGBoost)3种机器学习算法构建基于遥感光谱特征及土壤信息的土壤离子含量反演模型,同时对比了纳入与未纳入土壤变量的模型预测精度。结果表明:仅使用多光谱遥感数据作为输入变量时,3种模型均仅能区分土壤离子含量的高低水平,但对各离子含量进行精确预测的能力有限。将土壤变量纳入模型后,预测精度均得到显著提升。在所选用的3种方法中,随机森林模型的预测精度最高,XGBoost次之,GBR模型的精度最低。就各个离子的预测而言,Mg^(2+)、Ca^(2+)和Na^(+)含量的预测精度较高且模型表现较为稳定;SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和K^(+)的预测表现一般,具备定量预测能力;而HCO_(3)^(-)含量的预测仅GBR模型具有一定程度的可行性。不同离子的最优预测模型存在差异,其中随机森林模型对K^(+)、Mg^(2+)和Cl^(-)三种离子的反演效果最佳;XGBoost模型在Ca^(2+)、Na^(+)和SO_(4)^(2-)三种离子的反演中表现为最优;GBR模型则在HCO_(3)^(-)离子反演中展现了较好的性能。特别地,Mg^(2+)、Ca^(2+)和Na^(+)含量的最优相对分析误差分别为2.829、1.951和1.870,说明这些模型对于这3种离子含量的预测具有较高的可靠性。研究成果可以为干旱区土壤盐分主要离子含量的区域尺度预测提供科学参考。 展开更多
关键词 土壤 盐渍化 盐基离子 Sentinel-2 机器学习 反演模型
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基于Sentinel-1和Sentinel-2数据融合的森林林龄反演和动态监测 被引量：1
15
作者 陈馨 孙玉军 丁志丹 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期19-29,共11页
【目的】在Google Earth Engine(GEE)云平台上借助其强大的计算和数据存储能力,融合多源遥感数据对森林林龄进行遥感反演和动态监测。【方法】融合2017—2023年间Sentinel-1、Sentinel-2及高程数据,通过随机森林(Random forest,RF)分类... 【目的】在Google Earth Engine(GEE)云平台上借助其强大的计算和数据存储能力,融合多源遥感数据对森林林龄进行遥感反演和动态监测。【方法】融合2017—2023年间Sentinel-1、Sentinel-2及高程数据,通过随机森林(Random forest,RF)分类获取土地覆盖信息,并进一步提取森林的分布和面积,同时构建时间序列植被指数来准确提取森林变化区域。基于森林资源清查数据和融合的多源遥感数据,在GEE上构建RF回归、分类回归树(Cart)以及梯度提升回归树(Gradient tree boost,GTB)3种回归模型,用于杉木组、马尾松组、毛竹林、硬阔叶树组以及其他类树种组的2018年林龄遥感反演,并估算出2017年和2023年的林龄信息,以揭示林龄和龄组在2017—2023年的动态变化情况。【结果】1)2017—2023年,研究区森林面积的整体变化总计113.93 km^(2),此间森林的减少和更新并存,其空间分布特征呈现出明显的区域差异。具体而言,森林面积变化多发生于靠近城区和低海拔地区,且靠近城区的森林面积减少往往不再恢复至森林;2)在5种不同树种组构建的3种模型中,RF回归模型的林龄反演结果最佳,平均R^(2)为0.845,平均RMSE为5.32 a,其中毛竹林反演精度最高,R^(2)为0.863,RMSE为2.411 a;3)2017—2023年,研究区林龄在40 a以下的森林由54.59%减少至51.06%,其中龄组变化最显著为杉木组成熟林,面积增加了38.88%。【结论】在GEE上融合多源遥感数据进行林龄反演和动态监测具有重要的应用潜力,本研究结果可为使用云平台及哨兵系列卫星数据对森林资源长时间序列的林龄反演和动态监测的应用提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 数据融合 遥感反演 林龄 动态监测 Sentinel-1 Sentinel-2 Google Earth Engine
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基于GF-2影像的武汉市九峰山国家森林公园地上碳储量估算 被引量：3
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作者 韩云亭 李思悦 罗协 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期611-619,共9页
探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4... 探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4个波段值、8种纹理特征,筛选出9个与实测碳储量相关的遥感变量,运用线性与非线性方程对单个高相关变量和多个相关变量进行建模,选出最优模型,为进一步提高预测精度,将模型代入4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7、9×9)。结果表明:通过遥感图像提取的植被指数之间,具有较强的共线性,单变量建立的模型精度低于多变量模型;利用均方根误差RMSE与决定系数R^(2)对4个窗口下模型的预测精度进行评价,模型在5×5窗口下预测效果最好(R^(2)=0.73,RMSE=0.5),3×3窗口下预测效果最差(R^(2)=0.64,RMSE=0.8),将所有估测模型进行比较,在纹理窗口下模型精度提高了0.11。利用5×5窗口下构建的多变量模型对研究区碳储量进行估算,九峰山国家森林公园碳储总量为1.06×10^(4) t,总体平均碳密度为84.59 t/hm^(2),具有一定的固碳作用。选用国产高分辨率影像GF-2数据对武汉市九峰山森林公园进行反演研究,能很好地运用在森林植被碳储量定量与生长状况领域。研究结果对“双碳”目标下森林生态系统碳汇监测与管理具有重要科学意义。 展开更多
关键词 GF-2 地上碳储量 遥感反演 森林碳汇 湖北
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基于Sigmod数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法 被引量：1
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作者 孔庆丰 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第4期778-789,共12页
作为一种有效解决传统全波形反演(FWI)中周波跳跃问题的方法,基于2-Wasserstein距离的全波形反演(OT-FWI)通常需要采用适当的数据规则化方法。为此,将Sigmoid函数作为数据规则化方法引入OT-FWI,形成基于Sigmoid的OT-FWI方法。Sigmoid函... 作为一种有效解决传统全波形反演(FWI)中周波跳跃问题的方法,基于2-Wasserstein距离的全波形反演(OT-FWI)通常需要采用适当的数据规则化方法。为此,将Sigmoid函数作为数据规则化方法引入OT-FWI,形成基于Sigmoid的OT-FWI方法。Sigmoid函数可以限制数据的取值范围,将小于0的部分映射到接近0的值。与常用的数据规则化方法如仿射尺度规则化和指数归一化规则化方法相比,Sigmoid函数可以更好地利用地震数据中小于0的相位信息,从而进一步提高反演精度。1D Ricker子波测试结果表明,基于Sigmoid数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法可以有效提高目标函数的凸性,并增加共轭震源中的低频信息。将该方法应用于胜利模型数据和中国东部某勘探区实际地震数据进行测试,结果表明,相对于传统的数据规则化方法,基于Sigmod数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法可以进一步提高模型反演的精度。 展开更多
关键词 全波形反演 波动方程 最优运输理论 2-Wasserstein距离
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CO_(2)+O_(2)浸铀过程中矿物溶解量与沉淀量的逆向平衡模拟
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作者 杨诗琪 刘金辉 +3 位作者 阳奕汉 李鹏 徐奇 李光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2278-2289,共12页
CO_(2)+O_(2)地浸过程中浸出剂与含矿层矿物相互作用后再将铀从矿石中浸出的同时,由于地下水矿化度不断增高又会产生化学沉淀,导致含矿层堵塞。本文以纳岭沟铀矿现场动态地浸(现场浸出)试验与室内静态浸出试验(常温常压)数据为基础,在... CO_(2)+O_(2)地浸过程中浸出剂与含矿层矿物相互作用后再将铀从矿石中浸出的同时,由于地下水矿化度不断增高又会产生化学沉淀,导致含矿层堵塞。本文以纳岭沟铀矿现场动态地浸(现场浸出)试验与室内静态浸出试验(常温常压)数据为基础,在确定典型浸出剂渗流路径与参与水文地球化学反应的矿物相及反应方向基础上,采用PHREEQC软件对CO_(2)+O_(2)浸铀过程中矿物溶解量与沉淀量进行逆向平衡模拟。模拟结果表明,铀浸出过程中,钾长石、钠长石和钙长石发生了溶解,其在室内静态浸出试验条件下,60~170 d的溶解量分别为0.2~0.26、2.91~3.26、4.58~5.39 mmol/L;在现场浸出条件下的溶解量分别为0.14~1.42、0.27~1.68、0.23~0.75 mmol/L。浸出过程中,伊利石、方解石和三水铝石形成了沉淀,室内浸出条件下,60~170 d的沉淀量分别为5.36~5.9、9.77~11.7、0.40~0.53 mmol/L;现场浸出条件下,其沉淀量分别为0.35~2.79、0.05~1.34、0.39~2.84 mmol/L。以上结果表明,CO_(2)+O_(2)浸铀过程中含矿层的堵塞矿物主要是伊利石、方解石和三水铝石,长石发生黏土化蚀变和方解石沉淀是造成含矿层堵塞的重要机制。 展开更多
关键词 CO_(2)+O_(2)地浸采铀 含矿层堵塞 逆向模拟 溶解量 沉淀量
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基于常规岩心物性资料预测T2谱的方法
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作者 许傲 何宗斌 +1 位作者 叶才骏 叶宇晗 《现代电子技术》 北大核心 2024年第4期65-70,共6页
核磁共振测井对于地层流体的综合评价有着重要的作用,它也是储层开采以及解释疑难井的重要手段。为了解决井下核磁共振测井作业的参数选取问题,提高并增强井下作业的速度和效率,考虑到岩石孔隙内各流体的不同弛豫机理,开发一种预测核磁... 核磁共振测井对于地层流体的综合评价有着重要的作用,它也是储层开采以及解释疑难井的重要手段。为了解决井下核磁共振测井作业的参数选取问题,提高并增强井下作业的速度和效率,考虑到岩石孔隙内各流体的不同弛豫机理,开发一种预测核磁共振T_(2)谱的测前设计软件。测前设计软件由T_(2)谱构造、回波生成加噪、反演生成以及参数建议4个模块构成,能够预测地层的T_(2)谱形态,对提前认识待测量地层有重要的意义。实验结果表明,所设计软件操作简单、结果精确,可为核磁共振测井测前设计优化以及正反演等研究提供借鉴。 展开更多
关键词 核磁共振测井 T_(2)谱 弛豫信号 回波串 反演生成模块 测前设计
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起伏地形下复电阻率法2.5维反演研究 被引量：3
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作者 范翠松 李桐林 +2 位作者 王大勇 赵广茂 李建平 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期755-762,共8页
复电阻率法以岩、矿石的频谱参数特性为勘探依据,多种参数的组合解释能为评价异常源的性质提供更为丰富的信息。但其反演问题一直没有得到较好地解决,已经严重地影响和制约了该方法的应用和发展。本文由频率域电磁场的偏微分方程出发,结... 复电阻率法以岩、矿石的频谱参数特性为勘探依据,多种参数的组合解释能为评价异常源的性质提供更为丰富的信息。但其反演问题一直没有得到较好地解决,已经严重地影响和制约了该方法的应用和发展。本文由频率域电磁场的偏微分方程出发,结合Cole-Cole数学模型进行公式推导,并利用有限单元法实现了复电阻率2.5维正演模拟,能够计算起伏地形条件下包含电磁效应的复电阻率响应。在此基础上,提出了利用多个排列的视电阻率和视相位数据的复电阻率反演方法,并在反演方程中加入了Occam法的光滑模型约束,能够对复电阻率参数直接进行大规模的全区反演,有效减弱了SIP反演中欠定性严重的问题。通过理论模型的反演算例表明,该方法能够快速、准确地反演出二维地质断面上所有单元的4种复电阻率参数,从而验证了该反演算法的正确性与稳定性。 展开更多
关键词 起伏地形 有限元法 复电阻率 2 5维反演 OCCAM反演
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