基于光谱特征参数的温室番茄叶片叶绿素含量预测 被引量：17

1

作者 丁永军 李民赞 +1 位作者 安登奎 李树强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期244-247,共4页

为了快速、准确估测温室番茄叶片叶绿素含量,提升作物精细管理水平,利用光谱分析技术研究了温室番茄不同生长阶段叶绿素含量和响应光谱的相关性,在幼苗营养生长阶段叶片叶绿素含量呈增长趋势,到移植50天前后达到最大值,在此期间反射光... 为了快速、准确估测温室番茄叶片叶绿素含量,提升作物精细管理水平,利用光谱分析技术研究了温室番茄不同生长阶段叶绿素含量和响应光谱的相关性,在幼苗营养生长阶段叶片叶绿素含量呈增长趋势,到移植50天前后达到最大值,在此期间反射光谱的红边会向红外方向(长波)偏移,同时绿峰向蓝光(短波)方向偏移,绿峰幅值减小。从结果期开始叶绿素含量呈下降趋势,而红边、绿峰及绿峰幅值向相反方向变化。为了定量分析叶绿素含量和叶片反射光谱间的关系,从自定义的68个光谱特征参数中提取了7个能反映叶绿素含量变化的最优参量,并使用逐步回归、岭回归、主成分分量回归和偏最小二乘回归消除了最优参量的多重共线性,建立了叶绿素含量预测模型,其中岭回归模型精度最佳,均方根误差(RMSE)为0.406,决定系数(R2)为0.839。 展开更多

关键词 温室 叶绿素 光谱分析 预测 光谱特征参数 番茄

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基于多类型光谱特征参数匹配的矿物信息遥感识别方法 被引量：11

2

作者 韦晶 明艳芳 +2 位作者 韩留生 任仲亮 郭亚敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2862-2866,共5页

传统的与光谱反射率匹配的矿物填图方法受图像质量、大气及环境背景等因素影响较为明显,矿物识别效果较差。针对上述问题提出一种基于多类型光谱特征参数匹配的矿物信息识别方法,综合利用多种光谱特征参数在大气及环境背景变化中的相对... 传统的与光谱反射率匹配的矿物填图方法受图像质量、大气及环境背景等因素影响较为明显,矿物识别效果较差。针对上述问题提出一种基于多类型光谱特征参数匹配的矿物信息识别方法,综合利用多种光谱特征参数在大气及环境背景变化中的相对稳定性特点,实现矿物信息的高精度识别。选取美国内华达州Cuprite矿区AVIRIS机载可见-红外光谱成像仪高光谱数据,以USGS美国地质调查局波谱库中的矿物波数为参照光谱,分别计算AVIRIS影像和USGS波谱库中典型矿物的光谱特征参数,在对多种光谱特征参数综合分析的基础上,构建Cuprite矿区矿物识别模型,进行矿物填图实验。最后使用Clark等在该地区的矿物填图结果数据,对实验结果进行了验证,结果表明:该方法矿物识别结果与Clark等的填图结果吻合度高,整体矿物识别精度达到78.96%。 展开更多

关键词 光谱特征参数 矿物类型识别 高光谱数据 AVIRIS

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基于光谱特征参数的粳稻冠层氮素含量反演方法 被引量：12

3

作者 陈春玲 周长献 +2 位作者 于丰华 许童羽 曹英丽 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期218-224,共7页

粳稻氮素含量的快速、无损、准确估算,可以及时掌握粳稻的生长状况,对指导粳稻田间管理具有重要意义。为提高粳稻冠层氮素含量的高光谱反演精度,利用沈阳农业大学路南试验基地2018年粳稻3个关键生育期无人机高光谱影像和同步测定的粳稻... 粳稻氮素含量的快速、无损、准确估算,可以及时掌握粳稻的生长状况,对指导粳稻田间管理具有重要意义。为提高粳稻冠层氮素含量的高光谱反演精度,利用沈阳农业大学路南试验基地2018年粳稻3个关键生育期无人机高光谱影像和同步测定的粳稻冠层氮素含量作为数据源,选用从粳稻冠层光谱中提取的高光谱位置变量、面积变量和植被指数变量3种类型20个光谱特征参数与氮素含量进行相关性分析,选出各个生育期内相关性较高的前3个光谱特征参数作为模型输入分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)和思维进化算法优化BP神经网络(MEA-BPNN)3种粳稻冠层氮素含量反演模型并验证。结果表明:在粳稻分蘖期、拔节期、抽穗期,与粳稻氮素含量相关性最好的高光谱特征参数均为红边面积SDr,相关系数分别为0.771,0.664,0.775;MEA-BPNN反演模型与PLSR、BPNN相比,无论在模型精度还是预测能力都有明显提高,在各个生育期,MEA-BPNN模型的建模集和验证集决定系数R^2均达到0.700以上,RMSE均低于0.400以下,说明MEA-BPNN反演模型是筛选出的最佳粳稻冠层氮素含量反演模型。综上研究,该模型能够快速无损反演粳稻冠层氮素含量,可为后续施肥决策提供支持。 展开更多

关键词 粳稻 氮素含量 无人机遥感 光谱特征参数 思维进化算法优化BP神经网络

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利用光谱特征参数估算病害胁迫下杉木叶绿素含量 被引量：10

4

作者 伍南 刘君昂 +1 位作者 闫瑞坤 周国英 《植物保护》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期72-76,88,共6页

为了探索建立炭疽病胁迫下杉木叶绿素含量的高光谱估算模型,促进遥感技术在森林病虫害监测中的应用,通过获取不同发病程度的杉木冠层光谱及相应的叶绿素含量,将冠层光谱数据、一阶微分数据与相应的叶绿素含量分别进行了相关分析。采用... 为了探索建立炭疽病胁迫下杉木叶绿素含量的高光谱估算模型,促进遥感技术在森林病虫害监测中的应用,通过获取不同发病程度的杉木冠层光谱及相应的叶绿素含量,将冠层光谱数据、一阶微分数据与相应的叶绿素含量分别进行了相关分析。采用逐步回归、主成分回归及偏最小二乘回归方法构建叶绿素含量的估算模型。叶绿素含量与原始光谱在可见光(614～698nm)和近红外区(724nm之后)达到极显著相关,且在近红外区基本趋于稳定;与一阶微分光谱在424～486nm、514～532nm、552～682nm、698～755nm和762～772nm波段全部达到极显著相关;3种建模方法均消除了参数间多重共线性的影响,模型的决定系数全部达到极显著水平,其中逐步回归模型精度最高,相对误差和均方根误差分别为10.71%和0.194。研究表明受到不同程度炭疽病胁迫的杉木冠层光谱反射差异较大,可利用高光谱信息定量估算病害胁迫下的杉木叶绿素含量,且估算精度较高。 展开更多

关键词 杉木 光谱特征参数 病害胁迫 叶绿素含量 估算模型

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韭菜中毒死蜱残留量与高光谱特征参数的相关性建模 被引量：2

5

作者 胡荣明 郭江波 +2 位作者 黄远程 竞霞 郭连坤 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期563-570,共8页

本研究目的在于分析农药残留量（pesticide residue,PR）与高光谱中响应特征参数之间的关系,并利用筛选的光谱特征参数建立反演毒死蜱残留量的有效模型。首先采用ASD Fieldspec高光谱仪测得韭菜样本的光谱,通过气相色谱-质谱联用（GC-M... 本研究目的在于分析农药残留量（pesticide residue,PR）与高光谱中响应特征参数之间的关系,并利用筛选的光谱特征参数建立反演毒死蜱残留量的有效模型。首先采用ASD Fieldspec高光谱仪测得韭菜样本的光谱,通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）法测得毒死蜱残留量（PR）值;分析样本光谱反射率值及其一阶微分值与毒死蜱残留量的相关性,计算33个高光谱特征参数与毒死蜱残留量的相关性;根据相关系数高低选择敏感的光谱特征参数;最后采用最佳相关系数下的光谱特征参数对毒死蜱残留量进行建模反演。相关性分析结果显示：近红外波段789~867 nm范围内一阶微分光谱值与PR值呈正相关,1 860 nm处一阶微分光谱值（first-order differential 1 860 nm,FD1860）与PR值紧密相关;在33个高光谱特征参数中,近红外一阶微分总和（the sum of first-order differential near infrared,SDnir）与PR值呈良好的正相关关系。基于此,文章以供试样本的FD1860和SDnir观测值为自变量,分别建立了3个预测毒死蜱残留量的模型,即线性、二次多项式及指数模型,并采用交叉验证测试方法检验了模型的合理性。对实验所得决定系数R2和预测均方根误差（RMSE）的评价结果表明,以SDnir为自变量构建的模型稳定性强,其二次多项式模型是最佳反演毒死蜱残留量的有效模型。因此,样本的高光谱特征参数SDnir的变化幅度直接反映了韭菜样本中毒死蜱残留量的变化,表明运用蔬菜的高光谱特征参数反演蔬菜中农药残留量的方法是可行的。 展开更多

关键词 农药残留 高光谱特征参数 模型 相关系数 气相色谱-质谱联用 毒死蜱 韭菜

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基于光谱特征参数与主成分分析的玉米叶片叶绿素含量BP反演 被引量：2

6

作者 杨可明 卓伟 +2 位作者 刘二雄 汪国平 夏天 《江苏农业科学》 北大核心 2016年第7期147-150,共4页

利用美国SVC HR-1024I型地物光谱仪对盆栽玉米叶片进行光谱测定,同时用SPAD-502叶绿素仪测定叶片的叶绿素含量。基于实测光谱的微分处理结果,获取光谱位置、光谱面积、植被指数3个方面的11个光谱特征参数(spectral characteristic param... 利用美国SVC HR-1024I型地物光谱仪对盆栽玉米叶片进行光谱测定,同时用SPAD-502叶绿素仪测定叶片的叶绿素含量。基于实测光谱的微分处理结果,获取光谱位置、光谱面积、植被指数3个方面的11个光谱特征参数(spectral characteristic parameters,SCP),分析这11个SCPs与叶绿素含量的相关性,并对这些参数进行主成分分析(principal component analysis,PCA);然后,利用这11个SCPs及其PCA结果建立误差反向传播(error back propagation,BP)神经网络输入因子,并构建了玉米叶片叶绿素含量BP反演模型(简称SCP-PCA-BP模型)。另外,选取与叶绿素含量相关性较高的8个SCP,建立常规的线性回归模型并预测叶绿素含量。反演结果表明:SCP-PCA-BP反演的预测值与实测值之间的决定系数(r2)达到0.968 7,均方根误差(RMSE)为0.893 9;而用线性回归模型反演时,只有基于SCP中微分光谱蓝边面积、面积比值、归一化面积参数的预测效果较好,其中归一化面积的预测效果最好,预测值与实测值之间r2为0.704 0,RMSE为2.895。因此可知,与常规的线性回归模型相比,SCP-PCA-BP反演模型在预测玉米叶片叶绿素方面具有更好的预测效果。 展开更多

关键词 光谱特征参数 主成分分析 玉米叶片 BP神经网络 叶绿素含量 BP反演模型

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基于无人机高光谱特征参数和株高估算马铃薯地上生物量 被引量：5

7

作者 刘杨 冯海宽 +4 位作者 黄珏 杨福芹 吴智超 孙乾 杨贵军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期903-911,共9页

地上生物量(above-ground biomass,AGB)是评价作物长势及其产量估测的重要指标,对指导农业管理具有重要的作用。因此,快速准确地获取生物量信息,对于监测马铃薯生长状况,提高产量具有重要的意义。于马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长... 地上生物量(above-ground biomass,AGB)是评价作物长势及其产量估测的重要指标,对指导农业管理具有重要的作用。因此,快速准确地获取生物量信息,对于监测马铃薯生长状况,提高产量具有重要的意义。于马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、成熟期获取成像高光谱影像、实测株高(heigh,H)、地上生物量和地面控制点(ground control point,GCP)的三维空间坐标。首先基于无人机高光谱灰度影像结合GCP生成试验田的DSM(digital surface model,DSM),利用DSM提取马铃薯的株高(H_(dsm));然后利用无人机高光谱影像计算一阶微分光谱、植被指数和绿边参数,进而分析高光谱特征参数(hyperspectral characteristic parameters,HCPs)和绿边参数(green edge parameters,GEPs)与马铃薯AGB的相关性,每个生育期筛选出相关性较高的前7个高光谱特征参数和最优绿边参数(optimal green edge parameters,OGEPs);最后基于HCPs,HCPs加入OGEPs,HCPs加入OGEPs和H dsm的组合利用偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)和随机森林(random forest,RF)估算不同生育期的AGB。结果表明:(1)提取的H_(dsm)与实测株高H高度拟合(R^(2)=0.84,RMSE=6.85 cm,NRMSE=15.67%);(2)每个生育期得到的最优绿边参数不完全相同,现蕾期、块茎增长期和淀粉积累期OGEPs为R_(sum),块茎形成期和成熟期OGEPs分别为Dr_(min)和SDr;(3)与仅使用HCPs估算AGB相比,使用HCPs加入OGE Ps,HCPs加入OGEPs和H dsm在马铃薯不同生育期可以提高AGB估算精度,且以后者为自变量提高精度的幅度更大;(4)每个生育期利用PLSR和RF估算AGB的建模和验证R^(2)从现蕾期到块茎增长期呈上升趋势,随后开始降低,整体上R^(2)呈先上升后下降的趋势,通过PLSR方法构建的估算AGB模型效果优于RF方法,其中块茎增长期表现效果最好。因此,高光谱特征参数中结合最优绿边参数和株高,并使用PLSR方法可以改善马铃薯AGB的估算效果。 展开更多

关键词 马铃薯 地上生物量 高光谱特征参数 绿边参数 株高

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线性渐变滤光片光谱特征参数测试方法 被引量：4

8

作者 王世丰 袁艳 +1 位作者 苏丽娟 安达 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期99-105,共7页

为了能够精确地测量线性渐变滤光片的光谱特征参数,提出一种线性渐变滤光片的透过率检测方法.该方法在测量时,用光谱仪分别采集滤光前和滤光后的光信号,计算得到测量点的光谱透过率.调节微动位移平台,对滤光片样品进行多点扫描测量,数... 为了能够精确地测量线性渐变滤光片的光谱特征参数,提出一种线性渐变滤光片的透过率检测方法.该方法在测量时,用光谱仪分别采集滤光前和滤光后的光信号,计算得到测量点的光谱透过率.调节微动位移平台,对滤光片样品进行多点扫描测量,数据处理后,得到线性渐变滤光片的光谱特征参数.推导了测试光谱透过率的理论公式,仿真结果表明该方法的测量精度随着线性色散系数的增大而减小,在线性色散系数小于1.5nm·mm-1时,该方法测量的中心透过率和带宽的误差小于0.4%.根据该测量方法设计了相应的检测系统,实际测量了线性渐变滤光片的光谱特征参数. 展开更多

关键词 线性渐变滤光片 光谱透过率 光谱特征参数 检测方法 线性色散系数

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基于高光谱特征参数的冬小麦氮营养指数估算 被引量：1

9

作者 王玉娜 李粉玲 +1 位作者 李振发 吕书豪 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1475-1483,共9页

为了实现快速高精度获取冬小麦氮营养指数的高光谱监测技术,利用美国SVC HR-1024I型野外光谱辐射仪对2017-2019年关中地区的冬小麦进行遥感监测,获取“三边”参数、任意两波段光谱指数和植被指数,通过相关性分析和逐步回归分析方法筛选... 为了实现快速高精度获取冬小麦氮营养指数的高光谱监测技术,利用美国SVC HR-1024I型野外光谱辐射仪对2017-2019年关中地区的冬小麦进行遥感监测,获取“三边”参数、任意两波段光谱指数和植被指数,通过相关性分析和逐步回归分析方法筛选冬小麦氮营养指数的敏感光谱参数,结合偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林算法(RFR)、支持向量机回归(SVR)和梯度增强回归(GBDT)建立冬小麦氮营养指数模型,并对模型估算精度进行验证。结果表明,从拔节期到灌浆期,各时期的氮营养指数与任意两波段光谱指数均呈极显著相关,其中拔节期氮营养指数与任意两波段光谱指数相关性均高于其他时期,且基于一阶导数光谱的归一化光谱指数和比值光谱指数与氮营养指数的相关系数最大,为0.66。拔节期基于梯度增强回归的冬小麦氮营养指数预测模型的决定系数(r^(2))和均方根误差(RMSE)分别为0.96和0.05,模型验证的r^(2)、RMSE和相对预测偏差(RPD)分别为0.95、0.12和2.12,模型预测精度最高。因此,拔节期基于梯度增强回归的冬小麦氮营养指数估算模型可用于冬小麦氮营养监测及后期田间管理。 展开更多

关键词 冬小麦 高光谱特征参数 氮营养指数 梯度增强回归 估算模型

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内蒙古中部碱长花岗岩型铌钽矿床典型岩矿光谱识别特征

10

作者 汪翡翠 汪大明 +4 位作者 栗旭升 张博 魏佳林 曹思琦 仝云霄 《岩矿测试》 CAS 北大核心 2025年第1期102-114,共13页

内蒙古中部地区,位于大兴安岭南段—华北陆块北缘成矿带,因其碱长花岗岩型铌钽矿的广泛分布而备受关注。尽管该地区铌钽矿资源丰富,但对其光谱学特征的系统认识尚不足,在一定程度上制约了矿产资源勘查的精确性和效率。本文以赵井沟大型... 内蒙古中部地区,位于大兴安岭南段—华北陆块北缘成矿带,因其碱长花岗岩型铌钽矿的广泛分布而备受关注。尽管该地区铌钽矿资源丰富,但对其光谱学特征的系统认识尚不足,在一定程度上制约了矿产资源勘查的精确性和效率。本文以赵井沟大型铌钽矿床为例,利用便携式短波红外及热红外光谱仪对赵井沟典型岩矿样本开展光谱测量与分析,揭示富铌钽钠长花岗岩、天河石化钠长花岗岩、天河石伟晶岩、黑云母二长花岗岩、含黑钨矿石英脉波谱特征,并对其展开对比研究。研究表明:在近红外光谱范围内,与USGS光谱库中的标准钠长花岗岩光谱进行对比分析,发现2360nm处的弱吸收特征可作为天河石化钠长花岗岩与其他岩石及矿物区分的关键波段,此差异推测可能由岩石的蚀变矿化过程引起。在热红外光谱分析中,含黑钨矿石英脉因其显著的高反射率和“三峰”特征而易于区分与识别。尽管富铌钽钠长花岗岩、天河石伟晶岩和黑云母二长花岗岩在光谱形态上具有一定的相似性,但它们在2200nm附近的吸收深度的大小和峰强比的差异,为有效地区分这些矿物提供了重要依据。 展开更多

关键词 铌钽矿 光谱特征参数 近红外光谱 热红外光谱

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基于高光谱吸收特征参数的分类研究 被引量：15

11

作者 陈文霞 陈安升 蔡之华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第28期230-232,241,共4页

在Weka平台上,采用决策树C4.5、朴素贝叶斯、朴素贝叶斯树三种算法进行了带缺失属性值的高光谱分类研究。针对高光谱波段数众多、信息冗余量大的特点,首先对光谱曲线进行光谱特征参数提取,然后再选择合适的吸收峰波段作为输入向量来进... 在Weka平台上,采用决策树C4.5、朴素贝叶斯、朴素贝叶斯树三种算法进行了带缺失属性值的高光谱分类研究。针对高光谱波段数众多、信息冗余量大的特点,首先对光谱曲线进行光谱特征参数提取,然后再选择合适的吸收峰波段作为输入向量来进行分类。实验表明,由NBTree建立的铀黑-沥青铀矿分类模型的分类误差最小,分类精度最高,其次是NaveBayes和J4.8,但从训练时间来看,NBTree则高于NB和J4.8。最后,对三种分类算法的分类结果进行了分析。 展开更多

关键词 高光谱 分类 光谱吸收特征参数 决策树 朴素贝叶斯 朴素贝叶斯树

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基于高光谱吸收特征参数以及光谱吸收指数的藻类叶绿素a反演分离模型研究 被引量：8

12

作者 张俊 沈亚婷 王学军 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1622-1629,共8页

利用ASD地物光谱仪对不同浓度下小球藻、聚球藻及其混合藻的反射光谱进行测量,得到3组藻类在不同叶绿素a(Chl-a)浓度下的反射光谱,同时进行了Chl-a浓度测量。利用Matlab软件神经网络模型中的径向基函数对得到的高光谱数据进行高光谱曲... 利用ASD地物光谱仪对不同浓度下小球藻、聚球藻及其混合藻的反射光谱进行测量,得到3组藻类在不同叶绿素a(Chl-a)浓度下的反射光谱,同时进行了Chl-a浓度测量。利用Matlab软件神经网络模型中的径向基函数对得到的高光谱数据进行高光谱曲线拟合,在拟合结果基础上,提取小球藻在652nm处、聚球藻在609nm处以及混合藻在652nm和609nm处的光谱吸收指数(SpectralAbsorptionFeatureParameter,SAFP)建立了两种单一藻类的定量模型,单一小球藻Chl-a最优定量模型为吸收峰深度模型Chl-a=10.059e713.97H,聚球藻的Chl-a最优定量模型为吸收峰斜率模型Chl-a=3×1012K2+1×107K+56.555。并在对两种单一藻类的定量模型研究基础上用光谱吸收指数对该两种藻的混合藻进行了Chl-a浓度分离。通过对比模型计算结果的均方根误差(RootMeanSquareError,RMSE),除吸收峰对称度模型分离结果不太理想外,吸收峰深度分离模型、吸收峰斜率分离模型、吸收峰光谱吸收指数(SAI)分离模型的分离结果都很好,分离效果最好的为SAI分离模型。 展开更多

关键词 叶绿素 高光谱 光谱吸收特征参数 光谱吸收指数 小球藻 聚球藻

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基于高光谱特征和光合参数监测松小蠹不同危害时期的相关分析 被引量：4

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作者 刘梦盈 石雷 +4 位作者 马云强 张忠和 刘雪莲 姚俊 杜婷 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期118-127,共10页

[目的]测定云南松枝梢针叶高光谱数据及光合数据,建立松小蠹危害时期监测模型及光合参数模拟方程,有效、快速地预测松小蠹危害时期,诊断云南松健康状况,为大面积应用高光谱遥感技术实现森林病虫害监测提供依据。[方法]调查松小蠹危害情... [目的]测定云南松枝梢针叶高光谱数据及光合数据,建立松小蠹危害时期监测模型及光合参数模拟方程,有效、快速地预测松小蠹危害时期,诊断云南松健康状况,为大面积应用高光谱遥感技术实现森林病虫害监测提供依据。[方法]调查松小蠹危害情况,获取不同危害时期针叶高光谱及光合数据,选取与松小蠹危害时期显著相关的参数,建立危害时期监测模型;对针叶光合与高光谱特征参数进行相关分析,建立光合参数的相关方程。[结果]危害时间越久,在740~1036 nm,云南松枝梢针叶光谱反射率逐渐降低;光谱一阶微分曲线在660~740 nm,出现"红边""蓝移"现象,且峰值逐渐降低;基于光谱特征建立的松小蠹危害时期多元线性回归模型拟合效果最优;松小蠹危害时期与净光合速率Photo密切相关,其三次函数模型拟合效果较好;建立光谱指数和光合参数之间的联系,得到光合参数最优拟合方程。[结论]根据云南松光谱指数和光合参数分别建立的模型可有效监测松小蠹危害时期;云南松光谱指数与光合参数存在显著相关性,可建立相关模型预估云南松生长健康状况。 展开更多

关键词 高光谱 光谱特征参数 松小蠹 光合作用 相关性

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马尾松针叶光谱特征与其叶绿素含量间关系研究 被引量：36

14

作者 杜华强 葛宏立 +3 位作者 范文义 金伟 周宇峰 李进 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3033-3037,共5页

以马尾松针叶野外高光谱数据为基础,分析了马尾松光谱变化,构建或借助不同光谱特征参数,在理论和实践分析的基础上,建立了马尾松针叶叶绿素含量与光谱反射率及9个特征参数之间的关系。研究结果表明:(1)马尾松叶绿素含量在527,703,1364及... 以马尾松针叶野外高光谱数据为基础,分析了马尾松光谱变化,构建或借助不同光谱特征参数,在理论和实践分析的基础上,建立了马尾松针叶叶绿素含量与光谱反射率及9个特征参数之间的关系。研究结果表明:(1)马尾松叶绿素含量在527,703,1364及1640nm四个波长附近,与其反射率具有较好的线性关系,为马尾松遥感监测在波段选择上提供了依据;(2)红边位置、红边平均反射率、红边位置附近平均反射率、红边斜率、红边面积、红谷吸收深度、绿峰反射高度、红边归一化植被指数、红边植被胁迫指数等9个马尾松反射光谱特征参数均与叶绿素含量间存在指数函数关系,相关系数绝对值在0.5～0.7之间;(3)采用9个光谱特征参数建立了马尾松针叶叶绿素含量预测模型,且所建立的基于高斯核函数变换的偏最小二乘回归模型对叶绿素含量的预测精度远远大于传统线性回归模型,模型的均方误差为0.0088,平均绝对百分误差为0.7617%。 展开更多

关键词 马尾松 叶绿素含量 高光谱曲线 光谱特征参数 偏最小二乘

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基于高光谱特征与人工神经网络模型对土壤含水量估算 被引量：16

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作者 刁万英 刘刚 胡克林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期841-846,共6页

土壤含水量(θ)是影响作物生长和作物产量的主要因素之一。旨在评估基于光谱特征参数的各种回归模型估算土壤含水量的精度,并比较人工神经网络(BP-ANN)和光谱特征参数模型的性能。2014年在室内获取砂土和壤土的土壤含水量和光谱反射率... 土壤含水量(θ)是影响作物生长和作物产量的主要因素之一。旨在评估基于光谱特征参数的各种回归模型估算土壤含水量的精度,并比较人工神经网络(BP-ANN)和光谱特征参数模型的性能。2014年在室内获取砂土和壤土的土壤含水量和光谱反射率数据。结果表明:(1)当砂土容重为1.40 g·cm^(-3)时,900~970 nm最大反射率和900~970 nm反射率总和估算口达到极显著水平(R^2超过0.90);容重为1.50 g·cm^(-3)时,用蓝边最大反射率和900~970 nm反射率总和估算θ相关性最好(超过0.70);容重为1.60 g·cm^(-3)时,780~970 nm反射率总和与560~760 nm归一化吸收深度的R^2均超过0.90,达到极显著水平;容重为1.70 g·cm^(-3)时,900~970 nm最大反射率和900~970 nm反射率总和的R^2为0.88,呈极显著水平。(2)当土壤类型为壤土时,用900~970 nm最大反射率和900~970 nm反射率总和估算θ相关性最好。(3)蓝边反射率总和(R^2=0.26和RMSE=0.09 m^3·m^(-3))和780~970 nm吸收深度(R^2=0.32和RMSE=0.10m^3·m^(-3))估算砂土的含水量相关性最好。在估算壤土的含水量时,900~970 nm最大反射率(R^2=0.92和RMSE=0.05 m^3·m^(-3))与900~970 nm反射率总和估算模型的精度最高(R^2=0.92和RMSE=0.04 m^3·m^(-3))。(4)用人工神经网络模型能够更好地估算两种土壤的含水量(R^2=0.87和RMSE=0.05m^3·m^(-3))。因此,人工神经网络模型对θ估算具有巨大的潜力。 展开更多

关键词 土壤含水量 光谱特征参数 人工神经网络

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洎水河流域重金属污染区五节芒叶片光谱特征响应研究 被引量：4

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作者 赵汀 王安建 +1 位作者 夏江周 刘素红 《国土资源遥感》 CSCD 2010年第2期49-54,共6页

利用污染物富集因子和污染指数对洎水河流域采样点河滩表层土壤重金属污染状况进行评价。通过分析五节芒叶片重金属富集率,发现五节芒对Cu、Zn、Cr等金属元素有较强的吸收能力,而且,重金属富集率与河滩表层土壤的重金属污染程度呈相反... 利用污染物富集因子和污染指数对洎水河流域采样点河滩表层土壤重金属污染状况进行评价。通过分析五节芒叶片重金属富集率,发现五节芒对Cu、Zn、Cr等金属元素有较强的吸收能力,而且,重金属富集率与河滩表层土壤的重金属污染程度呈相反的变化趋势。将五节芒叶片光谱特征参数——可见光波段（450~670 nm）反射率积分值（A1）、近红外波段（760~980 nm）反射率积分值（A2）与五节芒叶片中3种重金属（Cu、Zn、Cr）的质量分数进行相关分析,分别建立2个谱段的光谱特征参数与3种重金属质量分数的多元线性回归方程。结果表明,五节芒叶片中重金属Cu、Zn和Cr的质量分数可以很好地模拟（复相关系数R2〉0.93）五节芒叶片在重金属胁迫下的光谱特征变化。 展开更多

关键词 重金属污染 污染指标 光谱特征参数 多元线性回归

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接种不同浓度松材线虫的黑松光谱学特征分析 被引量：8

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作者 马跃 吕全 +3 位作者 赵相涛 何邦令 刘会香 张星耀 《山东农业科学》 2012年第11期12-16,共5页

利用光谱学进行植物病害的早期诊断是近年来植物病害监测预警研究的一个热点。本试验采用人工接种不同浓度松材线虫的方法,研究了野外健康黑松不同发病阶段黑松松针的反射光谱特征曲线,分析了多个光谱特征参数。结果表明:绿光波段(500～... 利用光谱学进行植物病害的早期诊断是近年来植物病害监测预警研究的一个热点。本试验采用人工接种不同浓度松材线虫的方法,研究了野外健康黑松不同发病阶段黑松松针的反射光谱特征曲线,分析了多个光谱特征参数。结果表明:绿光波段(500～560 nm)和近红外波段(750～900 nm)反射光谱曲线对松树发病程度有一定的指示作用;红边(680～780 nm)位置蓝移、绿峰(510～580 nm)反射高度及红谷(640～700 nm)吸收深度降低、红边斜率减小等光谱特征参数的变化能够很好地反映松树的感病情况。本研究结果可为利用高光谱遥感技术进行松材线虫病监测与预警提供理论依据。 展开更多

关键词 松材线虫 黑松 光谱分析 光谱特征参数

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基于高光谱特征和偏最小二乘法的春小麦叶绿素含量估算 被引量：43

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作者 尼加提·卡斯木 师庆东 +3 位作者 王敬哲 茹克亚·萨吾提 依力亚斯江·努尔麦麦提 古丽努尔·依沙克 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第22期208-216,共9页

叶绿素含量是影响作物生长及产量的主要因素。该研究以2017年6月小型试验田获取的抽穗期春小麦叶绿素含量及其对应的光谱反射率为数据源,对红边(627~780 nm)、黄边(566~589 nm)、蓝边(436~495 nm)、绿边(495~566 nm)、吸收谷和反射峰的... 叶绿素含量是影响作物生长及产量的主要因素。该研究以2017年6月小型试验田获取的抽穗期春小麦叶绿素含量及其对应的光谱反射率为数据源,对红边(627~780 nm)、黄边(566~589 nm)、蓝边(436~495 nm)、绿边(495~566 nm)、吸收谷和反射峰的最大反射率及反射率总和等16个高光谱特征参数与叶绿素含量之间的相关性进行了分析,并结合偏最小二乘回归法(partial least-squares regression,PLSR)对叶绿素含量进行高光谱建模及验证。结果表明:1)对特定的16个光谱特征参数而言,光谱特征参数绿边最大反射率与春小麦叶绿素质量分数之间的决定系数最低(R^(2)<0.5);决定系数较高(R^(2)≥0.5)的光谱特征参数包括蓝边最大反射率、蓝边反射率总和、黄边最大反射率、黄边反射率总和、红边最大反射率、红边反射率总和、绿边反射率总和、820~940 nm反射率总和及最大反射率、500~670 nm归一化吸收深度和560~760 nm归一化吸收深度,其中820~940 nm反射率总和决定系数达到最高(R^(2)为0.8);2)利用16个特征参量进行PLSR建模后,发现波段范围在820~940 nm的最大反射率及反射率总和所建立的PLSR估算模型为最优模型,其精度参数R^(2)_(p)=0.8、RMSEp=2.0 mg/g、RPD=3.2。因此,该模型具有极好的预测能力。该研究为相关研究及当地精准农业提供科学支持和应用参考。 展开更多

关键词 模型 叶绿素 光谱分析 高光谱 光谱特征参数 偏最小二乘回归

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松材线虫危害下马尾松光谱特征与估测模型研究 被引量：16

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作者 张素兰 覃菊 +4 位作者 唐晓东 王宇杰 黄金龙 宋清亮 闵佳园 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期865-872,共8页

松材线虫病又叫松树枯萎病,是由于松材线虫寄生在松树上引起的毁灭性死亡病害,其发病速度快、传播迅速、防治难度大。如何识别松材线虫害并对其程度进行估测,对我国森林资源及生态环境保护具有重要意义。研究表明,马尾松叶绿素、水含量... 松材线虫病又叫松树枯萎病,是由于松材线虫寄生在松树上引起的毁灭性死亡病害,其发病速度快、传播迅速、防治难度大。如何识别松材线虫害并对其程度进行估测,对我国森林资源及生态环境保护具有重要意义。研究表明,马尾松叶绿素、水含量会随着虫害程度的加深逐渐减少,不同虫害程度的马尾松光谱反射率呈现较大差异,因此光谱分析技术在虫害程度估测方面具有独特优势。针对不同虫害程度的马尾松样本,研究了其光谱特征参数的变化规律,以实测光谱特征参数为自变量,样本虫害程度量化值为因变量,利用线性回归方程构建了虫害程度估测模型。该研究在光谱特征指标选择和估测模型方法上作了有价值的探索,对评估松材线虫病害有一定的指导意义,可为相关研究及当地精准农业提供科学支持和应用参考。首先针对不同虫害程度的马尾松样本,研究其在绿光、红光及近红外波段内的光谱反射率变化规律,构建指示样本虫害程度的六个光谱特征参数:绿峰反射率(RGP)、绿峰位置(GPP)、红谷反射率(FRB)、红谷位置(RBP)、红边斜率(RES)、红边位置(REP),分析光谱特征参数与虫害程度的相关性。然后构建虫害程度估测模型,其步骤可描述为:(1)计算健康、轻度、中度、重度四种不同虫害程度下的样本光谱特征参数RGP, FRB和RES;(2)量化健康、轻度、中度、重度四种样本虫害程度值;(3)以实测光谱特征参数为自变量,样本虫害程度量化值为因变量,利用线性回归方程构建虫害程度估测模型。实验中选取重庆市涪陵区永胜林场、冒合寨工区的马尾松林为研究对象,随机选取健康、染病、完全枯死的马尾松植株进行监测。数据采集过程中使用ASD野外光谱分析仪FieldSepc4,采集波段范围为从可见光400 nm到近红外波段1 100 nm处,分辨率为1 nm。共采集了70条马尾松植株的有效光谱数据,根据不同虫害程度,将其划分为健康、轻度、中度、重度和枯死五种类型,并利用Matlab软件进行处理分析,得到其光谱反射率曲线。选择涵盖绿光区(510～580 nm)、红光区(620～680 nm)和近红外区(680～780 nm)三个波段,计算各个波段的光谱特征参数,构建虫害程度估测模型。实验结果表明:(1)针对枯死样本,其"绿峰"和"红谷"特征消失,红边陡峭上升趋势被拉平。其他几种类型样本光谱特征参数RGP, FRB和RES与虫害程度呈负相关,虫害程度越深,其光谱特征参数值越小,即健康(RGP)>轻度(RGP)>中度(RGP)>重度(RGP),健康(FRB)>轻度(FRB)>中度(FRB)>重度(FRB),健康(RES)>轻度(RES)>中度(RES)>重度(RES)。(2)随着虫害程度加深,光谱特征参数GPP向长波方向移动,即存在"红移"现象,而光谱特征参数RBP和REP向短波方向移动,即存在"蓝移"现象。(3)与一元线性估测模型相比,二元线性估测模型具有较大的相关系数R^2,较小的估计误差E以及残差。实验中对两棵马尾松样本虫害程度进行估测,二元线性估测模型的结果为PD=2.990 7和PD=3.679,与实际情况相符。在后续研究中将对1 100～2 500 nm波段特征进行相关性分析。 展开更多

关键词 松材线虫 光谱反射率 光谱特征参数 虫害程度 估测模型

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铀污染下的商陆叶片反射光谱特征与铀含量关系研究 被引量：1

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作者 张艳 王卫红 +1 位作者 张文君 刘来 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1143-1147,共5页

通过室内盆栽试验,利用微分技术处理叶片反射光谱数据,研究铀污染下商陆叶片中的铀含量在不同光谱波段与原始光谱反射率、一阶导数光谱的相关关系,找到商陆铀污染诊断的敏感波段范围和最优光谱特征参数,并以相关性较好的敏感波段及光谱... 通过室内盆栽试验,利用微分技术处理叶片反射光谱数据,研究铀污染下商陆叶片中的铀含量在不同光谱波段与原始光谱反射率、一阶导数光谱的相关关系,找到商陆铀污染诊断的敏感波段范围和最优光谱特征参数,并以相关性较好的敏感波段及光谱特征参数为自变量,与商陆叶片铀含量建立对应的估测拟合模型。如果以该模型为基础创建铀含量的冠层光谱模型,则有可能实现通过遥感影像监测叶片中的铀含量。实验结果表明:当商陆叶片中的铀含量为5.94～71.74 mg·kg^(-1)时,叶片中铀含量与一阶导数光谱数据的相关性较原始光谱数据好,在749～766 nm区间内存在较好的相关性和光谱响应;根据上述相关性分析,选择14个光谱特征参数,计算他们与商陆叶片铀含量的相关系数,其中蓝边面积、红边位置、红边面积与蓝边面积的比值及红边面积与蓝边面积的归一化值与叶片铀含量的相关系数达到了0.05显著检验水平;选取一阶导数光谱中相关系数最高的波段757, 758, 760和761 nm处的值和上述相关性最高的4个光谱特征参数,与叶片铀含量建立多种形式的估测拟合模型,通过对拟合模型的精度检验,发现以红边面积与蓝边面积的比值、 757和760 nm处反射率的一阶导数为自变量的拟合模型的预测效果较好,其中拟合效果最优的模型是以757 nm波段处反射率的一阶导数为自变量的三次函数模型,模型预测精度达到了89.8%。 展开更多

关键词 铀含量 商陆 敏感波段 反射光谱特征参数 拟合模型

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