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协同Sentinel-2和GF-3多特征优选的农作物识别 被引量:1
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作者 张青松 王金鑫 赫晓慧 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期153-163,共11页
农作物识别是精准农业的重要研究领域。在时空大数据和智能计算时代,如何充分挖掘和综合应用各种数据、方法和模型的优势是提高遥感农作物识别精度的有效途径。该研究以安徽省颍上县为例,采用Sentinel-2和GF-3卫星影像数据,提取了包括... 农作物识别是精准农业的重要研究领域。在时空大数据和智能计算时代,如何充分挖掘和综合应用各种数据、方法和模型的优势是提高遥感农作物识别精度的有效途径。该研究以安徽省颍上县为例,采用Sentinel-2和GF-3卫星影像数据,提取了包括光谱、指数、纹理和极化等在内的58个特征指标;随后分别选取3种特征优选算法和3种机器学习方法进行组合,设计了3种试验方案,探索特征选择和机器学习方法对农作物分类的影响;通过对比特征维度和分类精度,对各种分类方案进行评价。研究结果显示:红边特征在农作物识别中具有重要作用,同时纹理特征的加入也适当提高了分类精度;3种特征优选算法分别和随机森林方法组合时,分类精度均为最优;其中Relief F与随机森林组合在遥感农作物识别分类中效果最好,总体精度达到了93.39%,Kappa系数为0.893 3,F1得分为93.31%;比Relief F结合极限梯度提升和支持向量机分类方法的总体精度、Kappa系数、F1得分分别提高1.36个百分点、0.021和1.31个百分点,8.81个百分点、0.131 2和8.78个百分点;在随机森林分类方法下,Relief F特征选择维度为28维,比随机森林的递归特征消除和卡方检验特征优选算法分别低4和22维,证明了Relief F结合随机森林分类方法的有效性和先进性。该研究为精准农作物识别提供了新的技术思路。 展开更多
关键词 农作物 分类 特征 优选 随机森林 Sentinel-2 GF-3
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矿井多人员定位轨迹的预警分类方法研究 被引量:1
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作者 蔡安江 徐海涛 +1 位作者 程东波 刘锋伟 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期243-249,共7页
为解决矿井综采操作区域多人员定位轨迹的预警分类问题,提出了一种基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的多人员定位轨迹数据的预警分类方法。该方法首先对采集的UWB定位轨迹数据进行预处理;然后利用UWB定位轨迹数据中的人员ID、坐标、时... 为解决矿井综采操作区域多人员定位轨迹的预警分类问题,提出了一种基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的多人员定位轨迹数据的预警分类方法。该方法首先对采集的UWB定位轨迹数据进行预处理;然后利用UWB定位轨迹数据中的人员ID、坐标、时间、求救信号等特征参数作为UWB人员定位轨迹预警分类模型的输入指标,以人员的预警行为类别作为输出指标,对预警分类模型进行拟合训练,基于人员4级违规预警机制与专家建议设置预警阈值;最后采用随机森林算法对多人员UWB定位轨迹数据进行人员行为预警识别和分类。研究表明:该方法能够对区域人员作业超员、工作超时、作业求救、定位轨迹缺失和作业越界等行为进行有效预警并准确分类,能够消除隐患,提高矿山人员管理效率和生产作业的安全性。 展开更多
关键词 矿井定位 多人员 预警分类 UWB定位轨迹数据 随机森林算法
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基于多源数据多特征组合的白洋淀生态修复工程前后湿地变化 被引量:1
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作者 郑晓玲 于一雷 +3 位作者 吕翠翠 李文彦 姜纪沂 王仕琴 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期152-162,共11页
【目的】白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地生态系统,对改善和调节雄安新区乃至整个京津冀的气候和生态环境具有重要作用。探究白洋淀湿地生态修复前后下垫面的变化特征,旨在为后续的生态修复工程提供理论参考。【方法】本研究通过选... 【目的】白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地生态系统,对改善和调节雄安新区乃至整个京津冀的气候和生态环境具有重要作用。探究白洋淀湿地生态修复前后下垫面的变化特征,旨在为后续的生态修复工程提供理论参考。【方法】本研究通过选取生态修复前后(2017年和2022年)的Sentinel-1 SAR影像和Sentinel-2多光谱影像,提取光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征,结合随机森林方法,对白洋淀湿地进行分类;从下垫面类型、面积和景观格局指数变化,分析生态修复前后白洋淀湿地的变化情况。【结果】(1)同时使用光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征3种特征进行分类的总体精度最高,光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征的重要性贡献率分别为40.713%、27.269%和32.018%。(2)2017—2022年,耕地面积明显减少,湿地面积显著增加,湿地面积的增长主要来自耕地的转换。(3)生态修复后,2022年林地和水体的破碎化程度均有减小的趋势,水体、挺水植物和林地的聚集度和连通性都有不同程度的提升,其中最明显的为林地。【结论】生态修复之前白洋淀湿地景观趋于破碎化,生态修复后白洋淀湿地的水体、挺水植物以及林地各自的连通性和聚集度明显提升。淀区内的退耕还淀、生态清淤和生态补水等工程增加了白洋淀湿地面积,提升了白洋淀水体的连通性。 展开更多
关键词 白洋淀湿地 生态修复 湿地分类 特征组合 景观指数 随机森林
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基于随机森林算法的煤矸石山信息提取 被引量:1
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作者 范莹琳 杜松 +6 位作者 赵岳 邱景智 杜晓川 张玉峰 丁晏 宋思彤 车巧慧 《自然资源遥感》 北大核心 2025年第1期54-61,共8页
煤矸石山是矿山生态修复关注的重点区域,查明煤矸石山的地理空间分布情况对区域环境治理具有重要意义。选取福建省龙岩市新罗区的部分区域为研究区,基于GF-2遥感影像及ASTER GDEM数字高程模型数据,提取光谱特征、纹理特征及地形特征,利... 煤矸石山是矿山生态修复关注的重点区域,查明煤矸石山的地理空间分布情况对区域环境治理具有重要意义。选取福建省龙岩市新罗区的部分区域为研究区,基于GF-2遥感影像及ASTER GDEM数字高程模型数据,提取光谱特征、纹理特征及地形特征,利用顺序前向特征选择法对特征进行优化,并利用随机森林算法构建地物分类模型,结合多源数据及综合性特征组合对研究区内的地表类型进行分类并实现煤矸石山的信息识别提取。结果表明:①并非参与分类的特征越多分类精度越高,特征选择后数量由17个减少至9个,煤矸石山总体提取精度达94.07%,Kappa系数达0.819;②地形特征中高程、坡度、坡向及光谱特征中多光谱波段(B1,B2,B4)、归一化植被指数、影像灰度平均值对煤矸石堆存区识别提取具有重要作用,而纹理特征仅对提高具有明显纹理变化的土地覆盖类型的精度有帮助,对提高煤矸石山提取精度作用较低,仅纹理均值特征对煤矸石山提取影响较大。结合随机森林和特征优化算法,能够有效增强煤矸石山的提取精度,高效整合多源特征数据,加快模型运算速度,为煤矸石山信息提取提供切实可行的方法。 展开更多
关键词 遥感 GF-2影像 随机森林分类 煤矸石 特征优化
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基于RGB图像和随机森林算法的棉种识别
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作者 王亚茹 韩迎春 +6 位作者 雷亚平 杨北方 熊世武 焦亚辉 马云珍 李亚兵 支晓宇 《棉花学报》 北大核心 2025年第2期94-105,共12页
【目的】棉种的精准识别对育种、栽培管理、病虫害防控至关重要。而传统的人工识别方法主观性强且效率低。基于红绿蓝(red,green,and blue,RGB)图像与随机森林(random forest,RF)算法构建了棉花快速分类模型,实现棉种的自动识别。【方... 【目的】棉种的精准识别对育种、栽培管理、病虫害防控至关重要。而传统的人工识别方法主观性强且效率低。基于红绿蓝(red,green,and blue,RGB)图像与随机森林(random forest,RF)算法构建了棉花快速分类模型,实现棉种的自动识别。【方法】田间种植草棉、亚洲棉、海岛棉和陆地棉,在蕾期和花铃期采集叶片的RGB图像,并提取颜色和形态特征参数。基于提取的特征数据,分别构建了3种RF模型:基于蕾期叶片特征的模型、基于花铃期叶片特征的模型以及综合蕾期和花铃期叶片特征的模型。随后,对各个模型的分类性能进行评估,并通过特征重要性分析确定影响棉种识别的关键特征。还对比了RF、支持向量机和K最近邻3种算法的分类效果。【结果】结合蕾期和花铃期叶片特征的分类模型准确性最高,总体精度达到了97.71%,Kappa系数为0.95,优于基于单一生育期特征的模型。特征重要性分析表明,叶片面积和圆度在棉种识别中具有重要作用。此外,RF的分类性能优于支持向量机和K最近邻法,表现出更高的稳定性和准确性。【结论】本研究提出的基于蕾期和花铃期叶片的RGB图像和RF算法的棉种识别方法,无需复杂的图像预处理,能自动高效识别海岛棉、陆地棉、亚洲棉和草棉,可以为作物精细管理和农业领域的机器学习算法应用提供新思路和技术支持。 展开更多
关键词 RGB图像 随机森林算法 分类 棉花
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2015-2023年中俄黑龙江跨境流域农作物精细分类数据集 被引量:2
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作者 刘梦 王卷乐 +2 位作者 李凯 江嘉伟 邹伟豪 《农业大数据学报》 2025年第1期22-30,共9页
俄罗斯远东和中国东北所在的黑龙江跨境流域地区拥有丰富的自然资源,在农业资源开发利用方面具有巨大潜力。面临全球冲突不断增加和粮食供应链的短缺危机,加强黑龙江跨境流域农业资源的监测和开发利用,对于保障全球粮食安全具有重要意... 俄罗斯远东和中国东北所在的黑龙江跨境流域地区拥有丰富的自然资源,在农业资源开发利用方面具有巨大潜力。面临全球冲突不断增加和粮食供应链的短缺危机,加强黑龙江跨境流域农业资源的监测和开发利用,对于保障全球粮食安全具有重要意义。该数据集以黑龙江跨境流域作为研究区,运用机器学习和样本迁移方法,构建一套全面的农作物精细分类体系。基于历史遥感影像数据以及Google Earth Engine(GEE)云平台,以Landsat和Sentinel影像为数据源,完成2015、2020和2023年小麦、玉米、大豆、水稻等主要农作物分类,总体精度超过84%,Kappa系数大于0.81。通过时空变化分析,揭示了黑龙江跨境流域农作物的格局与变化特征,对该流域耕地资源优化配置提供决策支持。 展开更多
关键词 作物分类 Sentinel-2 LANDSAT 随机森林
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基于地表光谱端元空间的林地精细分类及林龄制图
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作者 王世清 冀正欣 +4 位作者 李育坤 宋佳璇 高翔 许月卿 孙丹峰 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期219-228,共10页
林地作为重要的生态用地和自然资源,其数量、类型、空间布局和林龄结构均对其功能的发挥具有重要影响。光谱混合分解技术可避免混合像元对光谱信息造成的影响,为准确、快捷地获取区域林地信息提供了技术支撑。该研究以河北省张家口市为... 林地作为重要的生态用地和自然资源,其数量、类型、空间布局和林龄结构均对其功能的发挥具有重要影响。光谱混合分解技术可避免混合像元对光谱信息造成的影响,为准确、快捷地获取区域林地信息提供了技术支撑。该研究以河北省张家口市为例,基于光谱混合分解技术,结合随机森林分类算法和Logistic模型,采用Landsat系列遥感影像,进行林地精细分类和林龄制图工作。结果表明:1)2020年张家口市林地类型分类精度为90.58%,Kappa系数为0.89,分类精度较高。林地类型空间差异显著,落叶灌木林覆盖面积最广,占林地总面积的31.25%,落叶针叶林面积最小,仅为480.32 km^(2)。2)张家口市林龄制图的平均绝对误差在2 a以内,偏差均在3 a以内,林龄制图效果较好。林龄>20~30 a的林地分布面积最广,面积高达3843.85 km^(2),而林龄>30 a的林地面积最少,仅为124.84 km^(2)。3)张家口市各林地类型面积随海拔升高和坡度增加呈现先增大后减小的变化趋势,在>1000~1500 m高程带和>15°~25°坡度带其面积达到峰值。5种林地类型在500~2000 m高程带分布面积较多,在高程<500 m及高程>2000 m处分布面积均较少。林龄为5~10 a和>10~20 a的林地在>15°~25°坡度带分布面积最大,林龄为>20~30 a的林地在6°~15°坡度带所占面积最大;在坡度<2°的平地各龄组所占面积均较小。该研究为区域林地空间分布、林龄结构提供可视化依据,对优化林地资源配置,促进生态可持续建设具有重要意义。 展开更多
关键词 光谱混合分解 随机森林 LOGISTIC模型 林地分类 林龄制图
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改进SHO算法优化随机森林模型 被引量:2
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作者 付海涛 张智勇 +1 位作者 王增辉 金晨磊 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第3期861-866,共6页
针对海马优化算法初始解质量低且不丰富的问题,提出一种引入Logistic混沌映射改进海马优化算法优化的随机森林模型.首先,在提升海马优化算法后将其与随机森林算法相结合,以提升经典随机森林算法的鉴别准确率;其次,为验证新模型的性能,用... 针对海马优化算法初始解质量低且不丰富的问题,提出一种引入Logistic混沌映射改进海马优化算法优化的随机森林模型.首先,在提升海马优化算法后将其与随机森林算法相结合,以提升经典随机森林算法的鉴别准确率;其次,为验证新模型的性能,用5种模型针对4个评价指标进行对比实验.实验结果表明,该模型准确率达96.15%,精度达100%,召回率达92.31%,F_(1)-Score达96.00%,提升了随机森林方法的性能. 展开更多
关键词 优化算法 海马优化算法 随机森林 分类算法 参数优化
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基于多源特征融合与草原分区的新疆草地类型分布制图及其时空变化分析
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作者 辛建辉 杨秀春 +3 位作者 张敏 邢晓语 杨东 王子超 《生态学报》 北大核心 2025年第17期8512-8528,共17页
准确绘制大尺度草地类型分布图对草地资源管理和草地生态系统保护至关重要。我国广泛使用的草地资源图已有40多年的历史,迫切需要绘制新的草地类型分布图,以更准确地反映草地资源的实际分布情况。然而,大尺度区域草地类型具有高度的空... 准确绘制大尺度草地类型分布图对草地资源管理和草地生态系统保护至关重要。我国广泛使用的草地资源图已有40多年的历史,迫切需要绘制新的草地类型分布图,以更准确地反映草地资源的实际分布情况。然而,大尺度区域草地类型具有高度的空间异质性,且在复杂分布地区传统光谱特征分类效果不佳,使得精准制图面临挑战。研究基于谷歌地球引擎云平台,结合Landsat地表反射率数据、光谱指数、纹理特征、物候特征以及生境特征(气候、地形和土壤),构建了多源特征数据集,以新疆为研究区,结合中国草原分区方案,应用随机森林模型进行分区草地类型分布制图。结果表明:(1)多源特征融合显著提高了草地类型分布制图的精度,物候、地形、土壤和气候特征的引入使总体精度分别提高了25.64%、27.40%、23.57%和28.73%。(2)多源特征结合分区建模的制图策略效果更佳,其总体精度和Kappa系数达到了80.86%和0.76。与单一整体建模相比,分区建模精度分别提高了3.51%和0.05。(3)空间分布格局显示新疆草地主要沿着山地呈垂直地带性分布,随着海拔的升高,草地类型从低海拔的温性荒漠逐渐过渡至高海拔的高寒草原。(4)近40年新疆草地总面积呈先减少后增加的趋势。1980-1990年间,大面积草地转变为裸地;而1990-2020年,草地面积呈现恢复性增长,主要贡献来自于山地区域裸地的植被恢复;同时,在盆地区域仍有较大面积草地转化为耕地和裸地的情况。研究阐明了新疆草地类型精细空间分布格局以及1980年以来的时空演变特征,可为区域草地资源可持续管理和生态保护提供重要的科学依据。 展开更多
关键词 遥感 多源特征融合 草地类型 随机森林分类 中国草原分区 新疆
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基于机器学习的构造蚀变花岗岩强度预测
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作者 胡芮晟 沈军辉 +3 位作者 燕俊松 田雄 罗晓红 陈涛 《人民长江》 北大核心 2025年第7期132-139,共8页
岩石强度的弱化可能导致隧洞掘进过程掌子面塌方及围岩大变形等工程问题,故构造蚀变花岗岩强度预测对实际工程具有重要意义。以具有典型构造蚀变特征的硬梁包水电站蚀变花岗岩为研究对象,在工程地质分类基础上测试了岩石物理力学性质,... 岩石强度的弱化可能导致隧洞掘进过程掌子面塌方及围岩大变形等工程问题,故构造蚀变花岗岩强度预测对实际工程具有重要意义。以具有典型构造蚀变特征的硬梁包水电站蚀变花岗岩为研究对象,在工程地质分类基础上测试了岩石物理力学性质,采用多元非线性回归、粒子群优化的随机森林算法(PSO-RF)、粒子群优化的BP神经网络算法(PSO-BP)3种方法分别建立了构造蚀变花岗岩饱和单轴抗压强度预测模型,用决定系数等指标评价了模型的精度,最后将模型应用于龙羊峡储能工程以进一步验证其适用性。研究表明:硬梁包水电站花岗岩的蚀变以微观结构变化为主,而矿物成分变化相对较少,因微裂隙扩张与晶间接触方式变化导致强度弱化;经各自变量间的共线性诊断后,选定干密度、吸水率、点荷载强度、纵波速、饱和单轴抗压强度为变量建立预测模型;三种预测模型均具有较高预测精度,其中PSO-RF模型表现最优。 展开更多
关键词 构造蚀变花岗岩 蚀变分类 抗压强度预测 非线性回归 粒子群优化 随机森林 BP神经网络 硬梁包水电站
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基于Sentinel-2的江淮分水岭撂荒地提取
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作者 李元庆 宋宏利 +2 位作者 刘欢 李伟涛 刘兴宇 《安徽农业科学》 2025年第3期47-52,76,共7页
[目的]研究江淮分水岭因地形破碎、丘陵起伏、云覆盖严重等原因导致撂荒地提取精度较低问题。[方法]基于GEE云平台,以凤阳县为研究区域,使用Sentinel-2 MSI影像数据,采用随机森林分类算法对凤阳县2017—2023年土地进行分类,获取7年的土... [目的]研究江淮分水岭因地形破碎、丘陵起伏、云覆盖严重等原因导致撂荒地提取精度较低问题。[方法]基于GEE云平台,以凤阳县为研究区域,使用Sentinel-2 MSI影像数据,采用随机森林分类算法对凤阳县2017—2023年土地进行分类,获取7年的土地分类数据,并制定撂荒地识别规则,在此基础上提取研究区撂荒地数据。[结果]遥感影像的总体土地分类精度在82.45%~91.37%,符合研究所需精度要求;2018年研究区撂荒地面积最大,为974.52 hm^(2),撂荒率最高,为0.91%;2018—2019年撂荒地面积呈减少趋势,2019—2021年撂荒地面积逐年增加;2018—2023年撂荒地的复耕地面积最大约为678.15 hm^(2),而最小复耕地面积约为78.23 hm^(2),复耕率最高值达到69.59%,复耕率最小值为37.02%。[结论]该研究为评估农田抛荒的风险和生态环境的治理提供有力的数据支撑,也为其他撂荒地提取提供参考。 展开更多
关键词 撂荒地 江淮分水岭 Sentinel-2 随机森林分类算法 凤阳县
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玉田水库消落带植物群落特征及多样性研究
12
作者 夏国勋 张海娜 +2 位作者 鲁向晖 马露露 张利超 《安徽农业科学》 2025年第5期49-55,63,共8页
消落带水位周期性调节和人类活动导致植物群落结构变化频繁,及时准确获取消落带植物群落结构变化过程,可以为植物群落结构优化调整提供技术支持。以江西省景德镇玉田水库消落带植物群落为研究对象,无人机遥感影像为基础数据源,运用随机... 消落带水位周期性调节和人类活动导致植物群落结构变化频繁,及时准确获取消落带植物群落结构变化过程,可以为植物群落结构优化调整提供技术支持。以江西省景德镇玉田水库消落带植物群落为研究对象,无人机遥感影像为基础数据源,运用随机森林、决策树、支持向量机和最大似然方法对消落带植物进行物种分类,以实现为库区消落带植物物种遥感精细分类及植物多样性保护提供科学的参考依据。结果显示,利用随机森林方法识别库区消落带植物种类的分类精度可达86.48%,总体精度较其他分类方法提高2.50百分点~5.74百分点,Kappa系数提高0.03~0.07,且植物分类完整性强,准确性高。以野外调查和随机森林分类为基础的消落带植物群落Simpson优势度指数分别为0.61和0.70,Shannon-Wiener多样性指数分别为1.01和1.26。因此,利用无人机遥感影像及随机森林分类是分析库区消落带植物群落特征及保护植物多样性的有效方法。 展开更多
关键词 消落带 无人机遥感 随机森林分类 植物多样性 植物识别
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基于ALOS-2 PALSAR-2双极化数据喀斯特山区水稻种植面积的提取研究
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作者 谭攀攀 陈盼芳 +3 位作者 曾程瑶 赵伟丽 尹荣波 黄元佳 《贵州农业科学》 2025年第2期143-149,共7页
【目的】探究基于高精度雷达影像ALOS-2 PALSAR-2双极化数据水稻种植面积的提取方法,为快速、准确获取水稻种植信息提供参考。【方法】基于ALOS-2 PALSAR-2双极化数据的反向散射特征,采用最大似然法、支持向量机和随机森林分类3种方法... 【目的】探究基于高精度雷达影像ALOS-2 PALSAR-2双极化数据水稻种植面积的提取方法,为快速、准确获取水稻种植信息提供参考。【方法】基于ALOS-2 PALSAR-2双极化数据的反向散射特征,采用最大似然法、支持向量机和随机森林分类3种方法提取喀斯特山区的水稻种植面积,并对分类结果精度进行评估。【结果】采用随机森林分类提取水稻的总体分类精度、Kappa系数、制图精度及用户精度均达最高,分别为89.16%、0.85、90.00%及96.40%;提取水稻的种植面积为18.46 km^(2),与实际统计面积(16.38 km^(2))一致性达87.30%。【结论】基于ALOS-2 PALSAR-2双极化数据的随机森林分类可有效提升水稻种植信息的提取精度,较好地反映水稻的实际分布情况。 展开更多
关键词 水稻 ALOS-2 PALSAR-2 最大似然法 支持向量机 随机森林分类 喀斯特山区
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基于RF-LightGBM-LSTM的短期风向预测
14
作者 吴倩 吴海列 孙勇 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第5期171-178,237,共9页
传统风突变监测对采集的风向进行阈值判断,无法改变机组因较大风向变化导致的停机问题。针对这种情况,提出一种风向时间序列智能预测方法。以机组实际运行数据作为数据集,采用随机森林方法进行特征工程,解决风向序列特征过少的问题;采用... 传统风突变监测对采集的风向进行阈值判断,无法改变机组因较大风向变化导致的停机问题。针对这种情况,提出一种风向时间序列智能预测方法。以机组实际运行数据作为数据集,采用随机森林方法进行特征工程,解决风向序列特征过少的问题;采用Sigmoid函数对序列数据二分类并基于LightGBM分别构建回归模型预测,应用贝叶斯优化对模型参数调优,优化模型性能;采用LSTM算法建立残差预测模型进行自校正。实验结果表明,组合的自校正模型提高了预测精度,具有可行性。 展开更多
关键词 随机森林 LightGBM 二分类 贝叶斯优化 LSTM
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基于时序遥感指数的中国竹林植被信息提取
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作者 郝嘉珩 郭毅超 +2 位作者 李浩 朱爱青 石雷 《林业科学》 北大核心 2025年第9期1-11,共11页
【目的】竹林是中国特殊的森林类型,具有显著的生态、经济和社会价值。其光谱特征常与同纬度地区其他森林类型混淆。如何基于遥感技术精确提取中国的竹林分布,是个较大的挑战。本研究构建新的时序遥感指数,并结合随机森林算法评估其对... 【目的】竹林是中国特殊的森林类型,具有显著的生态、经济和社会价值。其光谱特征常与同纬度地区其他森林类型混淆。如何基于遥感技术精确提取中国的竹林分布,是个较大的挑战。本研究构建新的时序遥感指数,并结合随机森林算法评估其对竹林信息提取的贡献作用,从而得以提高竹林信息提取的精度,进而为竹林资源监测提供新的技术思路。【方法】首先基于目视解译,选择竹林、常绿林、落叶林、草地、建筑、裸地、水体和道路8种土地覆被类型的训练样点,利用2022—2023年的哨兵(Sentinel-2A)影像,分析竹林与其他覆被的类似光谱特征差异;在此基础上,创新性地构建能有效辨识竹林与其他林地光谱差异的3个单波段(Rc、RE1c和SWIRc)和两个多波段(MVIc和NDWIc)时序遥感指数;同时设计下面4种特征组合方案:原始波段+传统指数(FS1)、原始波段+传统指数+红边指数(FS2)、原始波段+传统指数+时序遥感指数(FS3)、原始波段+传统指数+红边指数+时序遥感指数(FS4),并利用随机森林分类算法比较FS1、FS2、FS3和FS4对竹林提取精度的影响,分析时序遥感指数在竹林提取中的重要性,并与《2021中国林草生态综合监测评价报告》的统计数据对比,以验证提取结果的准确性。【结果】在4种组合方案中,土地覆被分类总体精度排序表现为:FS4>FS3>FS2>FS1,竹林的生产者精度和用户精度在FS4中也都是最大的,分别为0.95和0.85。方案组合结果比较表明:时序遥感指数的引入使竹林提取精度明显提升;FS4提取的竹林面积与统计数据具有更好的一致性,均方根误差从不使用时序遥感指数的FS2的17.53降低至7.46;构造的5个时序遥感指数都位于特征值重要性排序的前列,相对重要性均在75%以上,表明研发的时序遥感指数对竹林提取很有应用价值。【结论】引入时序遥感指数能够显著提高竹林提取的精度,基于多时相影像构建的时序遥感指数在竹林资源监测中具有很好的应用潜力。 展开更多
关键词 时序遥感指数 竹林 重要性排序 Googleearthengine 随机森林分类
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新疆10 m分辨率土地利用/土地覆盖类型数据集(2015、2020年)
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作者 苏浩东 任彦芳 +3 位作者 马元旭 文陈昊 孙中昶 韩友美 《中国科学数据(中英文网络版)》 2025年第3期168-184,共17页
新疆位于中国西北内陆腹地,是丝绸之路经济带核心区域,地理位置重要但生态环境脆弱,极易受到人类活动和气候变化的双重影响。作为我国重要的生态屏障和资源富集区,新疆的资源、环境与生态问题直接关系到国家生态安全、水资源管理及“一... 新疆位于中国西北内陆腹地,是丝绸之路经济带核心区域,地理位置重要但生态环境脆弱,极易受到人类活动和气候变化的双重影响。作为我国重要的生态屏障和资源富集区,新疆的资源、环境与生态问题直接关系到国家生态安全、水资源管理及“一带一路”倡议的可持续发展。然而,目前缺乏高精度、全面反映新疆复杂景观特征的土地利用/土地覆盖数据产品,限制了对区域生态环境变化的深入研究与科学决策支持。针对新疆区域的土地利用特点,本研究利用2015年和2020年前后的多源土地分类数据和高分辨率谷歌地球遥感影像,构建了包含21种土地利用/覆盖类型样本库,基于Google Earth Engine(GEE)云平台中的哨兵二号卫星遥感影像,利用监督分类的随机森林算法制作了新疆2015年和2020年10米分辨率的土地利用/土地覆盖数据集。基于野外考察和谷歌地球影像,对两期新疆土地利用/土地覆盖类型分类结果进行精度评估。结果显示:2015年总体分类精度为86.70%,Kappa系数为0.85;2020年总体分类精度为85.31%,Kappa系数为0.83。本数据集直观反映了新疆的土地利用格局及其变化趋势,为区域生态保护、资源管理和可持续发展研究提供了重要的基础科学数据支撑。 展开更多
关键词 新疆 土地利用土地覆盖分类 随机森林 监督分类 GEE 样本库
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改进GSM-RFC模型在回采巷道围岩稳定性分级的预测 被引量:4
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作者 邵良杉 周玉 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期449-455,共7页
为对回采巷道围岩稳定性等级进行准确分类,在分析回采巷道围岩稳定性影响因素的基础上,采用改进网格搜索法(GSM)对随机森林分类(RFC)算法关键参数进行搜索确定.首先对RFC中生成决策树的叶节点最小记录百分比进行最优选值,而后以预测准... 为对回采巷道围岩稳定性等级进行准确分类,在分析回采巷道围岩稳定性影响因素的基础上,采用改进网格搜索法(GSM)对随机森林分类(RFC)算法关键参数进行搜索确定.首先对RFC中生成决策树的叶节点最小记录百分比进行最优选值,而后以预测准确率为目标函数,借助改进GSM两次搜索确定RFC关键参数,并对各影响因素重要程度进行排序.从95组现场数据中选取80组作为训练集,15组为测试集,并将预测结果与GSM-RFC、RFC对比.研究结果表明:RFC最优叶节点最小记录百分比为58%,最优分裂属性值为3,最优决策树棵树为420;较GSM-RFC与RFC模型,改进GSM-RFC模型有更高的准确率(97.778%)、Kappa系数(0.970)和较合理的运行时间(482.772s),表明改进GSM-RFC模型具有更好的拟合效果和泛化误差,可以满足工程实际需要. 展开更多
关键词 回采巷道 围岩稳定性 改进网格搜索法 随机森林分类算法 改进GMS-rfc模型
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基于荧光光镊与机器学习的单细胞血液分类方法 被引量:2
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作者 周哲海 熊涛 +2 位作者 赵爽 张帆 朱桂贤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1081-1087,共7页
利用物种间血液成分的差异来识别物种,对生物医学、医疗健康、海关、刑侦、食品安全、野生动物保护等工作十分重要。但目前的研究都是针对群体细胞展开,忽略了单细胞的异质性,开展基于单细胞的血液光谱分类方法研究非常迫切。在此提出... 利用物种间血液成分的差异来识别物种,对生物医学、医疗健康、海关、刑侦、食品安全、野生动物保护等工作十分重要。但目前的研究都是针对群体细胞展开,忽略了单细胞的异质性,开展基于单细胞的血液光谱分类方法研究非常迫切。在此提出了一种基于荧光光镊和机器学习的单细胞血液分类方法,利用光镊实现了单细胞捕获,通过荧光光谱检测系统获得了单细胞荧光光谱数据,并基于机器学习方法实现了准确分类。首先,设计并搭建了一套荧光光镊系统,实现了单细胞捕获和荧光光谱检测。然后,制备了马、猪、犬、鸡四种动物的红细胞稀释液,以440 nm激光作为荧光激发光源,获得了四个物种每种100条、共计400条荧光光谱数据,并进行了背景去除、平滑、归一化的预处理,消除了信号中的噪声干扰。随后,建立了随机森林分类模型,分析了当抽取特征数k=20时,模型中树的棵数与预测准确率之间的关系,当决策树m=500时,分类正确率趋于稳定,有很高的分类正确率和运行效率。进一步地,设定样本数据的30%作为测试集、70%为训练集,计算不同波长与特征重要性之间的关系,得到了10个分类准确率,并取平均值作为模型分类的准确率,测试集最终准确率达到93.1%,方差为0.31%。最后,计算了混淆矩阵,对模型预测精度进行了评价,鸡的分类正确率最高,马的分类正确率最低。分析表明,对分类有重要贡献的物质分别是卟啉类物质、血红素和黄素腺嘌呤二核苷酸。总之,研究表明,将荧光光镊与机器学习方法相结合,可实现单细胞水平的血液分类,较高的分类正确率验证了这种方法的可行性和有效性。同时,该方法不需要过多样品就能满足建模需求,避免了因浓度低带来的荧光自吸收强度过低等问题,具有快速、准确分类的优点,具有非常重要的潜在应用价值。 展开更多
关键词 血液分类 荧光光镊 机器学习 单细胞 随机森林分类模型
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应用多时序特征的哨兵系列影像对南方丘陵区树种识别 被引量:2
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作者 王洁 李恒凯 +1 位作者 龙北平 张建莹 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期60-68,共9页
树种分类是森林资源调查和监测的重要工作,杉木和油茶作为袁州区主要经济树种,准确获取树种空间分布信息,对产量估算和资源管理具有重要意义。以江西省宜春市袁州区为研究区,试验融合时序哨兵-1(Sentinel-1)、哨兵-2(Sentinel-2)等数据... 树种分类是森林资源调查和监测的重要工作,杉木和油茶作为袁州区主要经济树种,准确获取树种空间分布信息,对产量估算和资源管理具有重要意义。以江西省宜春市袁州区为研究区,试验融合时序哨兵-1(Sentinel-1)、哨兵-2(Sentinel-2)等数据,结合中国南方丘陵区树种特点,提取植被指数、红边植被指数、地形特征和纹理特征等构建特征变量组合,分别利用分离阈值法(SEaTH)和特征权重算法(ReliefF)进行特征重要性排序和特征优选,分析各特征对树种分类的影响。结果表明:(1)在使用光谱特征和植被-水体指数的基础上加入不同特征后,树种分类精度均有提升,其中纹理特征的加入更有利于树种分类。(2)结合随机森林算法和特征权重算法(ReliefF)对树种分类的精度最高,总体精度为85.33%,Kappa系数为0.81,优于相同特征组下的支持向量机算法和分类回归树算法。 展开更多
关键词 树种分类 哨兵-1 哨兵-2 特征优选 随机森林 中国南方丘陵
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基于正负地形的喀斯特地貌分类研究——以贵州喀斯特区为例 被引量:2
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作者 罗娅 张荣星 +3 位作者 薛习习 刘茂 王娇娇 娄晶智 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期9-19,共11页
地形因子具有直观性、可视性,常被作为喀斯特地貌分类的主要依据。已有关于喀斯特地貌分类研究所用的地形因子较多且复杂,分类特征不易被公众学习和理解,导致成果的应用和推广难度较大。因此以贵州喀斯特区为研究对象,运用地形开度法和... 地形因子具有直观性、可视性,常被作为喀斯特地貌分类的主要依据。已有关于喀斯特地貌分类研究所用的地形因子较多且复杂,分类特征不易被公众学习和理解,导致成果的应用和推广难度较大。因此以贵州喀斯特区为研究对象,运用地形开度法和随机森林模型,筛选重要性正负地形指标,探讨喀斯特地貌分类方法。结果表明:1)贵州喀斯特区的蚕食度均值为1.35,深切度均值为215.36 m,平均粗糙度比均值为1.01,负地形面积大于正地形面积,正负地形不规则且破碎度较大,正地形被沟谷深切明显,地貌的异质性强烈。2)蚕食度和深切度2个指标的重要性指数分别为0.93和1.16,能较好地反映喀斯特地貌的差异性。3)根据蚕食度和深切度贵州喀斯特地貌分为23类,分类精度优良达93.33%。在不同的喀斯特地貌区,因为蚕食度和深切度不同,导致水、土、光、热资源丰度不同,因而它们的土地利用方式各异。研究简化了分类判别喀斯特地貌的地形指标,降低了公众对喀斯特地貌的认识和理解难度,并为数字地形技术在喀斯特地貌分类中的推广应用提供参考。 展开更多
关键词 正负地形 喀斯特地貌分类 蚕食度 深切度 随机森林模型
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