基于改进HRNet的遥感影像冬小麦语义分割方法 被引量：4

1

作者 李旭青 吴冬雪 +2 位作者 王玉博 陈文博 顾会涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期193-200,共8页

冬小麦在影像中呈现田块碎小且分布零散等空间特征,同时影像包含的复杂地物对冬小麦识别造成干扰,易出现识别精度低且边界分割模糊等问题。为及时准确获取大范围冬小麦空间分布信息,该研究以高分二号卫星影像作为数据源,提出一种CAHRNet... 冬小麦在影像中呈现田块碎小且分布零散等空间特征,同时影像包含的复杂地物对冬小麦识别造成干扰,易出现识别精度低且边界分割模糊等问题。为及时准确获取大范围冬小麦空间分布信息,该研究以高分二号卫星影像作为数据源,提出一种CAHRNet(change attention high-resolution Net)语义分割模型。采用HRNet(high-resolution Net)替换ResNet作为模型的主干网络,网络的并行交互方式易获取高分辨率的特征信息;联合OCR(object-contextual representations)模块聚合上下文信息,以增强像素点与目标对象区域的关联性;3)引入坐标注意力(coordinate attention)机制,使网络模型充分利用有效的空间位置信息,以保留分割区域的边缘细节,提高对分布零散、形状多变的冬小麦田块的特征提取能力。试验结果表明,在自制的高分辨率遥感数据集上,CAHRNet模型的平均交并比(mean intersection over union,MIoU)和像素准确率(pixel accuracy, PA)分别达到81.72%和97.08%,MIoU相较U-Net、DeepLabv3+分别提高了9.09、2.44个百分点;PA相较U-Net、DeepLabv3+分别提高6.80、1.59个百分点,说明CAHRNet模型具有较高的分割识别精度,可为进一步准确获取冬小麦作物分布信息提供技术支撑。 展开更多

关键词 深度学习 语义分割 遥感影像 冬小麦 智能解译

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种联合空间变换和置换注意力机制的近岸水产养殖区信息提取方法 被引量：1

2

作者 巫统仁 张显 +2 位作者 刘培 文婷婷 邹振学 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期327-336,共10页

为解决水产养殖区遥感提取过程中近岸坑塘养殖目标和网箱养殖目标地物背景复杂,受房屋、植被、海水和船只等干扰提取精度较低等问题,提出了一种联合空间变换和置换注意力机制的近岸水产养殖区信息提取方法SA-STN-Net,选取海南省文昌市... 为解决水产养殖区遥感提取过程中近岸坑塘养殖目标和网箱养殖目标地物背景复杂,受房屋、植被、海水和船只等干扰提取精度较低等问题,提出了一种联合空间变换和置换注意力机制的近岸水产养殖区信息提取方法SA-STN-Net,选取海南省文昌市八门湾和万宁市坡头港为研究区域,先利用光谱特征和纹理特征构建水产养殖目标先验知识,然后在U-Net模型基础上联合空间变换网络(spatial transformer network,STN)和置换注意力机制(shuffle attention,SA),用于增强养殖目标空间特征、减少复杂地物的干扰并聚焦近岸水产养殖区域。结果表明:与原始U-Net模型相比,SA-STN-Net模型的总体提取精度和平均交并比提高了3.3%和5.7%;与当前较为先进的A2fpn、Swin-Transformer和Dc-Swin等深度学习分割算法相比,SA-STN-Net模型具有更好的分割性能,F 1分数分别提高了6.7%、4.2%和7.2%。研究表明,本文提出的SA-STN-Net模型能适应近岸水产养殖目标地物背景复杂的情况,可对近岸养殖目标进行有效提取,本研究结果可为近岸规划与管理部门提供技术支持。 展开更多

关键词 空间变换网络(STN) 置换注意力(SA) 深度学习 水产养殖区信息提取

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合激光雷达的无人水面快艇导航技术研究

3

作者 张兰 朱政 骆骏德 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期118-121,共4页

无人水面快艇(USV)需实时感知动态障碍物以适应多变海况。但依赖单帧激光雷达的导航方法未充分考虑USV速度和转向受限等动力学特性,易产生运动冲突。为此,研究融合激光雷达的无人水面快艇导航技术。采用激光雷达前后帧数据融合策略,构... 无人水面快艇(USV)需实时感知动态障碍物以适应多变海况。但依赖单帧激光雷达的导航方法未充分考虑USV速度和转向受限等动力学特性,易产生运动冲突。为此,研究融合激光雷达的无人水面快艇导航技术。采用激光雷达前后帧数据融合策略,构建消除探测盲区的环境模型。结合环境模型和USV的动力学特性,采用动态窗口法,实时评估USV的速度和转向组合,选择最优组合以实现自主避障和高效导航。实验结果显示,该技术可以精准获取障碍物位置以及方向信息;在面对会遇、对遇、追越等多种动态障碍物时,能够迅速响应并规划出安全的避障路径,成功导航出最佳避障路径。 展开更多

关键词 激光雷达 无人水面快艇 路径导航 动态窗口法

在线阅读 下载PDF 职称材料

森林地上生物量遥感估算方法 被引量：17

4

作者 田晓敏 张晓丽 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期137-148,共12页

生物量是林业和生态应用研究的重要信息,森林生态系统地上生物量估算的遥感技术引起了国内外学者的广泛关注。总结与探讨不同数据源与估算方法能够为森林地上生物量的估算提供指导。本文首先总结并探讨单传感器遥感数据,包括光学遥感、... 生物量是林业和生态应用研究的重要信息,森林生态系统地上生物量估算的遥感技术引起了国内外学者的广泛关注。总结与探讨不同数据源与估算方法能够为森林地上生物量的估算提供指导。本文首先总结并探讨单传感器遥感数据,包括光学遥感、合成孔径雷达与激光雷达数据在森林地上生物量估算中的应用,以及协同使用多源遥感数据估算森林地上生物量的优势;然后论述森林地上生物量估算的传统模型估算法与机器学习估算方法(决策树法、K最近邻法、人工神经网络、支持向量机、最大熵)。多源遥感数据集成能够结合不同数据的优势,能够为森林地上生物量估算提供丰富的特征信息,结合机器学习估算方法,是提高森林地上生物量估算的准确性的发展趋势。 展开更多

关键词 森林地上生物量 光学遥感 合成孔径雷达 激光雷达 多源遥感

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于半监督光学分类的白洋淀叶绿素a浓度反演方法

5

作者 陈雯玥 赵起超 +2 位作者 杨秀峰 韩宝辉 张雨晴 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期2068-2077,共10页

利用遥感技术反演叶绿素a浓度(Chlorophyll-a,Chl-a)被认为是实现水体富营养化监测的有效途径。由于内陆水体光学性质复杂且存在较大时空分异性,单一的反演模型难以准确反演Chl-a浓度,基于水体光学分类结果进行针对性建模反演是内陆水体... 利用遥感技术反演叶绿素a浓度(Chlorophyll-a,Chl-a)被认为是实现水体富营养化监测的有效途径。由于内陆水体光学性质复杂且存在较大时空分异性,单一的反演模型难以准确反演Chl-a浓度,基于水体光学分类结果进行针对性建模反演是内陆水体Chl-a反演的重要技术方法之一。以白洋淀为研究区,以实测反射光谱和Chl-a浓度为数据源,提出一种基于半监督光学分类的反演方法。首先,为确保分类后各类别样本数量足以支持反演模型的构建,按照7∶1的比例对样本进行划分建模集和验证集。通过多种光谱指数及摩尔投票算法选取出白洋淀具有代表性的标记样本。其次,选取模糊C均值聚类算法和随机森林算法构建半监督分类器,基于获取的代表性标记样本,进一步挖掘未标记样本中的潜在信息,提高未标记样本的分类精度。最后,针对各水体类型分别建立反演模型,计算各水体类型的质心光谱,利用距离权重进行混合加权获取最终反演结果。结果表明,白洋淀水体可根据光谱特征分为浮游植物主导型、中间型和悬浮物主导型,不同类型水体具有较为明显的光学性质差异,根据光学分类结果可针对性选择最优反演模型,提升反演精度。与传统的光学分类策略相比,本方法表现最佳,其平均相对误差、均方根误差和平均绝对误差均有所下降,能更加准确的反演Chl-a浓度(MRE=0.10,RMSE=0.126μg·L^(-1),MAE=0.106μg·L^(-1))。此外,应用ZY01-02E影像数据进行Chl-a反演,能够有效揭示Chl-a浓度的空间分布状况。该方法展现出在水体富营养化监测中的应用潜力,也为内陆水体Chl-a浓度的遥感反演提供了新思路。 展开更多

关键词 半监督分类 水体光学类型 叶绿素A 白洋淀

在线阅读 下载PDF 职称材料

产业链视角下中印地缘经济竞合关系研究

6

作者 李晴 黄宇 +1 位作者 王淑芳 袁丽华 《地理科学》 北大核心 2025年第8期1809-1821,共13页

地缘经济关系是影响世界政治经济格局的重要因素,而产业链是地缘经济关系的重要基础。中国和印度分别处于东亚产业链和南亚产业链的核心位置。在产业链分工趋势下,厘清二者在产业链中的优势环节十分必要。本文运用出口相似度指数、显示... 地缘经济关系是影响世界政治经济格局的重要因素,而产业链是地缘经济关系的重要基础。中国和印度分别处于东亚产业链和南亚产业链的核心位置。在产业链分工趋势下,厘清二者在产业链中的优势环节十分必要。本文运用出口相似度指数、显示性竞争比较优势指数、贸易互补性指数和产业内贸易指数解析中印主要产业链各环节之间的竞合关系,得出以下主要结论:①中印之间进行贸易往来的主要产业链为化工产业链和装备制造产业链,两国在化工产业链上游合作较少,中游合作最为紧密;在装备制造产业链的合作当中,印度高度依赖中国的供应;②中印间化工产业链交流以互补性为主导,上游环节的互补性强,中游环节的互补性弱而竞争性强,双方未按利益最大化原则开展合作;③中印间装备制造产业链以竞争性为主导,主要体现在上游,双方在对方的出口市场所占份额较小。本研究推进了产业链的具象化分析,可为中印深化地缘经济合作提供参考。 展开更多

关键词 产业链 地缘经济 竞合关系 中国 印度

在线阅读 下载PDF 职称材料

“双碳”背景下青藏高原大气CO_(2)浓度特征分析

7

作者 何跃君 肖思源 +3 位作者 李岳 徐若鹏 李文涛 王雨萌 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期287-295,共9页

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,对我国南北两地气候有重要的平衡作用。大气CO_(2)含量升高导致的全球气候变暖一直是国际上关注的热点环境问题。为了深入了解青藏高原碳源、碳汇情况,基于温室气体观测卫星(Greenhouse Gases Observi... 青藏高原是我国重要的生态安全屏障,对我国南北两地气候有重要的平衡作用。大气CO_(2)含量升高导致的全球气候变暖一直是国际上关注的热点环境问题。为了深入了解青藏高原碳源、碳汇情况,基于温室气体观测卫星(Greenhouse Gases Observing SATellite,GOSAT)反演的CO_(2)干空气柱平均摩尔分数(column-averaged CO_(2)dry air mole fraction,XCO_(2)),利用经验贝叶斯克里金法对GOSAT数据进行插值处理,获得最终的青藏高原各地区XCO_(2)数据集,进而从时间变化、空间分布、空间变化等方面对2010—2019年青藏高原地区大气CO_(2)浓度的时空变化特征进行分析。结果显示:2010—2019年青藏高原的XCO_(2)随时间变化呈波动性增长,由2010年的387.3×10^(-6),逐年增加至2019年达到最高值,409.1×10^(-6),平均每年XCO_(2)增加2.4×10^(-6),高于全球平均增长率(2.3×10^(-6)a^(-1)),与全国平均增长率基本持平(2.4×10^(-6)a^(-1)),且具有夏秋低、春冬高的季节变化特征;从空间上看,XCO_(2)呈现南、中、北部较低,东和西部偏高的空间分布特征;从空间变化角度分析,10 a间,新疆维吾尔自治区大气CO_(2)浓度的变化幅度最大。这种时空变化与当地的自然资源禀赋、经济社会发展以及人口活动相关。 展开更多

关键词 环境学 青藏高原 二氧化碳 卫星遥感 时空变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据的多维度评价与不确定性分析

8

作者 陈明修 张丽丽 +3 位作者 余涛 张文豪 王春梅 郭凡 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第1期94-108,共15页

卫星遥感对大气甲烷浓度监测是目前为止成本较低且有效的方法,为了解XCH_(4)数据在不同观测系统中的细微差异,文章对GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据进行多维度评价,将卫星数据与地面站数据进行时空匹配开展不确定性分析,并对两颗... 卫星遥感对大气甲烷浓度监测是目前为止成本较低且有效的方法,为了解XCH_(4)数据在不同观测系统中的细微差异,文章对GOSAT-2和Sentinel-5p卫星XCH_(4)数据进行多维度评价,将卫星数据与地面站数据进行时空匹配开展不确定性分析,并对两颗卫星XCH_(4)数据在不同纬度带的分布及典型研究区的有效覆盖进行了定量分析。研究结果表明:1)Sentinel-5p卫星数据相较于GOSAT-2卫星数据,与TCCON数据之间具有更高的相关性(Sentinel-5p:R^(2)=0.8494;GOSAT-2:R^(2)=0.7707);2)两颗卫星数据在中低纬度带(50°S~50°N)数据分布比例高达70%;3)典型研究区Sentinel-5p卫星数据在典型研究区15 d累积覆盖效果优于GOSAT-2卫星(GOSAT-2:0.81%;Sentinel-5p:36.85%)。文章对两颗碳卫星XCH_(4)观测数据进行的多维度评价分析可为多源碳卫星时空融合及相关研究等提供参考。 展开更多

关键词 大气甲烷柱浓度(XCH_(4)) 温室气体观测卫星-2 哨兵-5P 不确定性分析 空间分布 覆盖度分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FOD和最优光谱特征的高光谱水质参数反演模型

9

作者 张雨晴 赵起超 +3 位作者 刘其悦 房红记 韩文龙 陈雯玥 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期842-851,共10页

准确高效获取水体叶绿素a(Chl-a)浓度是水体富营养化情况改善和可持续发展的前提。以水面野外高光谱反射率和实测水体Chl-a浓度为数据源,利用分数阶微分(FOD)对原始光谱反射率进行步长为0.1的处理,通过探寻光谱数据与水体Chl-a浓度之间... 准确高效获取水体叶绿素a(Chl-a)浓度是水体富营养化情况改善和可持续发展的前提。以水面野外高光谱反射率和实测水体Chl-a浓度为数据源,利用分数阶微分(FOD)对原始光谱反射率进行步长为0.1的处理,通过探寻光谱数据与水体Chl-a浓度之间的相关性来筛选特征波段,构建可变阶光谱数据集。使用偏最小二乘模型(PLS)筛选最优特征构建数据集;按照7∶3的比例划分为建模集和验证集;采用支持向量机(SVM)和深度森林(DF)模型建立水体Chl-a浓度反演模型,并与采用原始数据直接构建模型以及常见降维方法构建的模型进行对比验证。结果显示:FOD技术可以在一定程度上减弱高光谱噪声并挖掘潜在光谱信息,提高高光谱反射率与水体Chl-a浓度的相关性。利用FOD结合PLS先筛选特征再建立的水体Chl-a浓度反演模型相较于利用原始数据以及PCA降维后建立的水体Chl-a反演模型来说,R^(2)均有所提高,均方误差MSE和平均绝对误差MAE均有所下降。其中DF相对于其他三种模型具有较高的拟合度,预测精度也相对较高,建模集R^(2)=0.96,MSE=0.51μg·L^(-1),MAE=0.64μg·L^(-1);验证集R^(2)=0.89,MSE=0.69μg·L^(-1),MAE=0.64μg·L^(-1)。总体来看,基于FOD重组后的可变阶光谱数据集和PLS优选特征建立水体Chl-a浓度反演模型是可行的;对比分析构建的其他模型反演结果发现,DF对水体Chl-a的反演效果较好。该工作为内陆二类水体Chl-a高光谱遥感反演提供一定的理论依据和技术支持,助力白洋淀水质持续监测,也为以后高光谱卫星遥感影像反演Chl-a提供新思路。 展开更多

关键词 叶绿素a反演 分数阶微分 偏最小二乘 深度森林 高光谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

黑臭水体遥感识别CART模型构建与应用 被引量：7

10

作者 董旭鑫 赵起超 +2 位作者 李家国 李国洪 金永涛 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2022年第5期63-69,共7页

以河北省廊坊市为研究区,根据黑臭水体光谱性质,基于CART模型提出一种改进的模糊决策树黑臭水体遥感识别方法。研究数据表明:黑臭水体与一般水体在可见光及近红外波段存在光谱差异,R_(rs)(R)-R_(rs)(B)、R_(rs)(R)-R_(rs)(G)以及R_(rs)(... 以河北省廊坊市为研究区,根据黑臭水体光谱性质,基于CART模型提出一种改进的模糊决策树黑臭水体遥感识别方法。研究数据表明:黑臭水体与一般水体在可见光及近红外波段存在光谱差异,R_(rs)(R)-R_(rs)(B)、R_(rs)(R)-R_(rs)(G)以及R_(rs)(B)+R_(rs)(G)+R_(rs)(R)可以较好地区分两类水体;根据叶子节点隶属度进行黑臭水体提取(黑臭水体<0.5,一般水体>0.5),其中隶属度为1或0的节点定义为置信区,其余节点为模糊区;提取结果总体精度达到84.78%,其中置信区为92.85%,模糊区为72.23%。该方法在实现高精度提取黑臭水体的同时,通过定义置信区和模糊区可有效降低人工核查,实现更为高效的工程应用。 展开更多

关键词 遥感应用 黑臭水体 廊坊市 多特征 分类 CART算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

高分六号卫星遥感估算大气细颗粒物方法研究 被引量：2

11

作者 唐健雄 杨秀峰 +2 位作者 顾行发 张文豪 张丽丽 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2023年第1期18-25,共8页

针对目前利用高分六号卫星开展地区高空间分辨率大气细颗粒物监测研究较少的问题,提出了基于高分六号卫星宽幅相机数据的气溶胶光学厚度及大气细颗粒物遥感反演的技术方法,并在京津冀及周边地区开展了应用实验和对比分析。首先,基于改... 针对目前利用高分六号卫星开展地区高空间分辨率大气细颗粒物监测研究较少的问题,提出了基于高分六号卫星宽幅相机数据的气溶胶光学厚度及大气细颗粒物遥感反演的技术方法,并在京津冀及周边地区开展了应用实验和对比分析。首先,基于改进暗像元法反演了高分六号卫星数据的气溶胶光学厚度;然后,结合地面大气细颗粒物监测数据与多种气象辅助数据,基于随机森林算法,构建了多参量综合的大气细颗粒物估算模型,对京津冀地区的大气细颗粒物浓度进行了估算。研究表明:高分六号气溶胶光学厚度反演结果与地基站点监测结果的相关系数为0.94,反演精度较高;大气细颗粒物估算结果与地基站点监测结果的决定系数达到0.79以上,较好地反映了京津冀地区的大气细颗粒物空间分布。 展开更多

关键词 高分六号卫星 大气细颗粒物 气溶胶光学厚度 暗像元法 随机森林 京津冀

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于波谱响应特征的雄安新区农田土壤重金属含量反演 被引量：3

12

作者 李旭青 顾会涛 +5 位作者 丁雪瑶 张文龙 李凌飞 唐瑞尹 陈旭颖 吴艳萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期121-128,共8页

分析并监测雄安新区农田土壤污染状况,对于保障粮食安全、建设绿色雄安具有重要意义。该研究以雄安新区为研究区,基于多源遥感数据珠海一号(Zhuhai-1)OHS数据、哨兵二号(Sentinel-2)L2A级数据的波谱响应特征及实地测得的农田土壤重金属... 分析并监测雄安新区农田土壤污染状况,对于保障粮食安全、建设绿色雄安具有重要意义。该研究以雄安新区为研究区,基于多源遥感数据珠海一号(Zhuhai-1)OHS数据、哨兵二号(Sentinel-2)L2A级数据的波谱响应特征及实地测得的农田土壤重金属含量数据,在对土壤重金属含量单因子与多因子污染评价的基础上,筛选出3种超标的农田重金属元素铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn),采用偏最小二乘回归方法(partial least squares regression,PLSR)建立农田土壤重金属含量反演模型。利用Zhuhai-1提取土壤样本点的原始光谱反射率以及4种变换后的光谱反射率,Sentinel-2提取7种对重金属胁迫敏感的植被指数,将其与3种土壤重金属含量作相关性分析,筛选出敏感波段与植被指数,即波谱响应特征,构建土壤重金属含量反演模型。结果表明,3种模型整体反演精度较为优良,Pb含量反演模型决定系数(determination coefficient,R^(2))为0.490,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为4.66 mg/kg,平均绝对值误差(mean absolute error,MAE)为1.92 mg/kg;Cu含量反演模型R^(2)为0.491,RMSE为16.85 mg/kg,MAE为3.69 mg/kg;Zn含量反演模型R^(2)为0.664,RMSE为20.63 mg/kg,MAE为9.36 mg/kg。将该模型应用于雄安新区农田区域,得到大部分农田土壤中Pb含量均未超过风险筛选标准,在研究区西南部、西部部分区域Cu含量超过土壤污染风险筛选值,同时在研究区西部、西南部Zn污染较严重,雄安新区东南部部分农田有Zn零星分布,其他区域Cu和Zn含量未超过国家土壤污染风险管控值。因此,利用多源遥感数据波谱响应特征反演土壤重金属Pb、Cu和Zn含量,能够快速准确地实现对雄安新区土壤重金属污染情况的调查,同时为大面积土壤重金属含量监测提供解决方案。 展开更多

关键词 土壤 重金属 反演 多源遥感 波谱响应 农田

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进A^(*)算法的路径规划方法研究 被引量：3

13

作者 刘必友 赵云峰 李国洪 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期314-320,共7页

针对A^(*)算法在路径搜索过程中,存在产生过多危险和复杂路径、陷入局部最优解等问题,提出一种A^(*)算法的改进方案。首先,通过引入评价函数的特殊动态权重动态调整算法搜索的精度和广度,提升算法效率。其次,在A^(*)算法子节点选择过程... 针对A^(*)算法在路径搜索过程中,存在产生过多危险和复杂路径、陷入局部最优解等问题,提出一种A^(*)算法的改进方案。首先,通过引入评价函数的特殊动态权重动态调整算法搜索的精度和广度,提升算法效率。其次,在A^(*)算法子节点选择过程中加入规则判断,解决路线与障碍物顶点接触问题,避免高危险路径产生。再次,对A^(*)算法生成的路径进行平滑度优化,消除多余转角并使运动对象与障碍物保持一定安全距离,提升最终路径的平滑度和安全性。实验结果表明:对于不同复杂程度的障碍物环境,改进后的A^(*)算法都以更高的效率、更平滑和更安全的搜索方式找到路径,且大幅降低算法所占用数据存储空间。所提出的改进方案由于其出色的性能以及对于运动对象的安全性考量,有望在实际应用场景中取得良好的工程价值。 展开更多

关键词 A^(*)算法 路径规划 算法改进 节点选择 拐角优化 MATLAB

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散小波去噪后冬小麦叶片含水量高光谱估算 被引量：1

14

作者 王延仓 朱玉晨 +8 位作者 齐焱鑫 张志通 曹会琼 王金杲 顾晓鹤 唐瑞尹 何跃君 李笑芳 罗巍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2559-2567,共9页

光谱噪声去除是遥感区域应用的必要过程,噪声去除效果能直接影响区域地表信息的监测精度。为分析离散小波算法对光谱数据的分解机理,探寻基于离散小波算法光谱噪声信息去除与光谱处理方法,以冬小麦冠层光谱与叶片含水量为数据源,先利用... 光谱噪声去除是遥感区域应用的必要过程,噪声去除效果能直接影响区域地表信息的监测精度。为分析离散小波算法对光谱数据的分解机理,探寻基于离散小波算法光谱噪声信息去除与光谱处理方法,以冬小麦冠层光谱与叶片含水量为数据源,先利用离散小波算法对光谱数据进行去噪处理,采用的小波基为Meyer;然后以Meyer、Sym2、Coif2为小波基对去噪后的光谱数据进行信息分离,并结合相关性分析算法、偏最小二乘算法构建冬小麦叶片含水量估测模型,研究结论如下:(1)在离散小波算法下,合并的光谱曲线随合并尺度数的不断增加,原光谱曲线局部的大、中、小特征依次凸显;随H10—H1分解尺度的依次加入,分解信息对合并曲线的修正幅度也逐步减弱,其中,将H3—H1依次合并后,合并的光谱曲线几乎无变动。(2)提出的去噪方法可在一定程度上改变了部分光谱对冬小麦叶片含水量的敏感性及敏感波段的分布:其中在1~3尺度内,降低了光谱对冬小麦叶片含水量的敏感性,改变了敏感波段的波段位置的分布情况。在4~10尺度内,能明显提升光谱对冬小麦叶片含水量的敏感性(Coif2);提出的去噪方法可提升局部波段对冬小麦叶片含水量的敏感性(Sym2)。(3)提出的去噪方法能明显提升光谱对模型的稳定性,能提升Sym2、Coif2小波基内最优模型的精度与稳定性,其中验证精度提高了8.6%(Sym2)、34.1%(Coif2),表明该研究提出的去噪处理是有效的。 展开更多

关键词 冬小麦 叶片含水量 离散小波 噪声信息 高光谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同尺度的土壤含水量主被动微波联合反演方法研究

15

作者 刘奇鑫 顾行发 +2 位作者 王春梅 杨健 占玉林 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期42-53,共12页

土壤含水量是水文、农业和气象等领域的关键参数,而微波遥感是目前监测土壤含水量最有效的手段之一。本文利用主动微波与被动微波数据,结合其他多源遥感数据,运用随机森林算法分别在主动微波数据分辨率尺度和被动微波数据分辨率尺度下... 土壤含水量是水文、农业和气象等领域的关键参数,而微波遥感是目前监测土壤含水量最有效的手段之一。本文利用主动微波与被动微波数据,结合其他多源遥感数据,运用随机森林算法分别在主动微波数据分辨率尺度和被动微波数据分辨率尺度下完成主被动微波数据的土壤含水量联合反演。首先对被动微波尺度的地表覆盖类型与归一化植被指数(NDVI)参数进行空间分辨率优化,再利用回归ReliefF方法对两种尺度所用的输入变量的重要性进行评估,并对输入变量进行优选,最后对比主被动微波数据土壤含水量联合反演和单独利用主动/被动微波数据进行反演的精度,分析主被动微波联合反演方法的有效性。结果表明:在主动微波尺度,主被动微波联合反演的精度相比单独利用主动微波数据反演的精度有所提升,相关系数r由0.691升至0.744,RMSE由0.0848 cm^(3)/cm^(3)降至0.0796 cm^(3)/cm^(3);在被动微波尺度,主被动微波联合反演的精度反而比单独利用被动微波数据反演的精度更低,相关系数r由0.944变为0.939,RMSE由0.0435 cm^(3)/cm^(3)变为0.0451 cm^(3)/cm^(3)。因此在主动微波尺度更适合进行主被动微波的联合反演。 展开更多

关键词 土壤含水量 微波遥感 联合反演 随机森林 空间优化 重要性评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

慢速-超慢速扩张中心岩浆匮乏区热液活动的渗透机理

16

作者 范庆凯 程鹏 冯博 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期928-938,共11页

慢速-超慢速扩张洋中脊作为全球洋中脊系统重要的组成部分,其岩浆补给、岩石圈热力学状态在沿轴/离轴方向表现出显著的差异,并广泛发育岩浆匮乏甚至缺失区,如拆离断层、非转换不连续带和非岩浆段等,在这些区域也发育大量的热液活动。为... 慢速-超慢速扩张洋中脊作为全球洋中脊系统重要的组成部分,其岩浆补给、岩石圈热力学状态在沿轴/离轴方向表现出显著的差异,并广泛发育岩浆匮乏甚至缺失区,如拆离断层、非转换不连续带和非岩浆段等,在这些区域也发育大量的热液活动。为探究慢速-超慢速扩张洋中脊岩浆匮乏区的热液驱动机制及可能的热源,本文通过数值模拟方法,结合岩石圈冷却-破裂理论模型来定量解释洋中脊热液系统的产生条件、对流强度和维持时间与其深部潜在热源的关系。调整岩石圈矿物尺寸至5 mm×5 mm时,岩石圈最大破裂深度为~5 km。数值模拟结果表明,在这种情况下,产生并维持热液系统的洋壳渗透率阈值为~1.6×10^(-16)m^(2),且渗透率越大,热液活动越强烈。在相同的设置下,低渗模型(k_(1)=1.7×10^(-16)m^(2))维持热液系统持续活动~170 ka。提高模型对流层渗透率(k_(2)=1.7×10^(-15)m^(2))不仅有效增强了热液系统的热量输出,也将热液活动时间延长至~470ka。结合数值模拟结果和地球物理发现,慢速-超慢速扩张洋中脊岩浆匮乏区的热液活动或受控于深部多期次岩浆侵入体的侵入-加热-冷却-破裂过程。在这一过程中,若在岩浆体和围岩温度降至无法维持热液活动之前发生新一期岩浆侵入,上覆热液系统得以维持,并表现出脉冲状的热量变化;反之,若新一期岩浆侵入滞后,热液活动将最终衰亡。岩浆侵入与热液对流之间的时间差可能是导致慢速-超慢速扩张洋中脊热液系统下伏热源无法确定的因素之一。 展开更多

关键词 洋中脊 热液活动 岩浆匮乏区 渗透机理 驱动机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于小波技术的冬小麦植株组分含水率估测模型 被引量：9

17

作者 李辰 王延仓 +2 位作者 李旭青 杨秀峰 顾晓鹤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期193-201,共9页

为研究光谱对冬小麦植株组分含水率的估测能力,分析小波技术对光谱信息的分离规律,以冬小麦冠层光谱数据与相应的冬小麦植株叶片、茎秆、麦穗含水率的测定值为数据源,先采用小波技术分离冬小麦冠层光谱信息,再将分离的光谱信息与冬小麦... 为研究光谱对冬小麦植株组分含水率的估测能力,分析小波技术对光谱信息的分离规律,以冬小麦冠层光谱数据与相应的冬小麦植株叶片、茎秆、麦穗含水率的测定值为数据源,先采用小波技术分离冬小麦冠层光谱信息,再将分离的光谱信息与冬小麦各植株组分的含水率进行相关性分析,并提取敏感波段;最后利用偏最小二乘算法构建冬小麦植株组分含水率的估测模型,并进行了验证与评价。研究表明:经小波技术分解后,冬小麦冠层光谱内的吸收特征逐分解水平分离至高频信息内,且各分解水平所代表的吸收特征按强度依次分布于高频信息的分解水平H1~H10内;冬小麦麦穗含水率估测模型的精度与稳定性较强,茎秆次之,叶片稳定性最差,说明扬花期后的冬小麦水分供给已不再适合只采用叶片含水率进行评定,应增加或替换检测指标。 展开更多

关键词 冬小麦 植株组分 含水率 小波技术 偏最小二乘

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于可变形全卷积神经网络的冬小麦自动解译研究 被引量：5

18

作者 李旭青 张秦雪 +3 位作者 安志远 金永涛 张秦浩 丁晖 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期144-151,共8页

以高分二号遥感影像为研究对象进行冬小麦多元特征的提取,在U-Net模型基础上进行改进,将一种可变形全卷积神经网络(DFCNN)模型引入到遥感影像自动解译领域。为提高网络模型对几何变化特征的提取能力,引入可变形卷积的思想,将可训练的二... 以高分二号遥感影像为研究对象进行冬小麦多元特征的提取,在U-Net模型基础上进行改进,将一种可变形全卷积神经网络(DFCNN)模型引入到遥感影像自动解译领域。为提高网络模型对几何变化特征的提取能力,引入可变形卷积的思想,将可训练的二维偏移量加入到网络中的每个卷积层前,使卷积产生形变,并获得对象级语义信息,从而增强了模型对不同尺寸及空间分布的冬小麦特征的表达。使用DFCNN模型对数据集进行训练及微调,得到最优的网络模型,其像素精度为98.1%,解译时间为0.630 s。采用FCNN模型、U-Net模型及RF算法得到的冬小麦自动解译像素精度分别为89.3%、93.9%、90.0%,说明基于DFCNN模型的冬小麦自动解译精度相对较高,且对复杂的几何变化特征有较好的表达,具有较好的泛化能力。 展开更多

关键词 冬小麦 自动解译 可变形全卷积神经网络 GF-2

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于集合经验模态分解算法的土壤肥力胁迫甄别与监测 被引量：3

19

作者 李旭青 刘帝 +3 位作者 王小丹 赵辰雨 张文龙 王春暖 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期137-146,共10页

土壤肥力是农作物生长所需的关键要素之一,其水平直接影响农作物的长势甚至产量,然而作物生长过程中受多种胁迫因素的综合影响。避免土壤肥力监测结果受到其他胁迫因素的干扰是土壤肥力精准监测的关键问题之一。该研究旨在分析利用集合... 土壤肥力是农作物生长所需的关键要素之一,其水平直接影响农作物的长势甚至产量,然而作物生长过程中受多种胁迫因素的综合影响。避免土壤肥力监测结果受到其他胁迫因素的干扰是土壤肥力精准监测的关键问题之一。该研究旨在分析利用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)算法进行土壤肥力胁迫甄别和监测的可行性。以河北省廊坊市大厂县冬小麦耕地为研究区域,以EEMD算法为基础,将分解后的本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量按照年际、年间和年内的尺度进行合成,结合不同的时间尺度及胁迫特征剔除土壤水分胁迫、病虫害胁迫及重金属胁迫等因素,实现对土壤肥力胁迫的有效甄别提取。结合主成分分析相关方法,将有机质、全氮、有效磷以及速效钾4项养分指标转换为3个主成分,初步得到土壤肥力综合评价简易模型,后与分解结果进行拟合,构建并实现了土壤肥力综合水平的定量评价模型。结果表明:1)在年际、年间以及年内3组波动组分中,年际波动组分可以较好地反映研究区内土壤肥力胁迫作用对农作物长势的影响;2)利用最小二乘法对土壤养分指标测定数据进行线性拟合,拟合结果与原始数据的决定系数达到了0.857,能够较好地反映出原始数据的变化水平;3)最终土壤肥力水平评价模型评价结果与实测结果间的平均误差为11.82%,表明模型预测结果与实际情况契合程度高,模型反演结果能够较好地反映研究区的土壤肥力水平。该研究结合EEMD算法与统计学分析实现了土壤肥力胁迫的有效甄别及土壤肥力定量评价模型的构建,为遥感技术在土壤肥力研究领域的应用提供了参考。 展开更多

关键词 遥感 土壤 肥力 集合经验模态分解 胁迫甄别 定量分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于离散小波-微分变换算法定量反演火龙果茎枝叶绿素含量的研究 被引量：9

20

作者 王延仓 李笑芳 +5 位作者 李莉婕 李楠 姜倩楠 顾晓鹤 杨秀峰 林家禄 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期549-556,共8页

作为一种仙人掌科植物,火龙果植株无叶,主要依靠肉质茎进行光合作用、蒸腾作用等生理功能,火龙果的肉质茎与常见绿叶类植物叶片在组织结构、形态等方面存在明显差异,且二者在植株冠层结构方面也存在明显差异,该差异会直接影响植株冠层... 作为一种仙人掌科植物,火龙果植株无叶,主要依靠肉质茎进行光合作用、蒸腾作用等生理功能,火龙果的肉质茎与常见绿叶类植物叶片在组织结构、形态等方面存在明显差异,且二者在植株冠层结构方面也存在明显差异,该差异会直接影响植株冠层光谱特征,进而影响基于与光谱技术的光合色素监测。为探寻提升火龙果茎枝叶绿素含量估测精度的方法,研究以贵州省罗甸县龙坪镇烟山火龙果种植基地为试验区,先采集火龙果茎枝光谱及光谱测定部位的组织,并采用乙醇萃取法测定此组织的叶绿素含量,然后选用传统数学变换、连续小波变换、离散小波变换、离散小波-微分变换方法分别处理分析光谱数据,并采用相关性分析算法提取、筛选敏感特征波段,最后选用偏最小二乘算法构建火龙果茎枝叶绿素含量估测模型,分析结果如下:(1)采用离散小波-微分变换算法,高频信息与低频信息的峰、谷交替依次呈现,且可用信息分部具有较强的稳定性,可用信息随尺度的增加,曲线振幅加大、频率降低。(2)数学变换内的微分变换、连续小波变换、离散小波变换与离散小波-微分变换方法均能明显提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的敏感性,其中以离散小波-微分变换方法最优,经处理后光谱与火龙果茎枝叶绿素含量的决定系数最高可达0.565(位于H1分解尺度737.5 nm处)。(3)离散小波-微分变换最能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力,并且基于离散小波-微分变换H2尺度构建的估测模型为最优模型,其验证精度的R^(2)=0.769,RMSE=0.040,RPD=1.739。研究分析了四类光谱处理算法在提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量敏感性与估测能力方面的效果,表明离散小波-微分变换算法能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力,为火龙果茎枝叶绿素含量的无损估测提供了基础技术支撑。 展开更多

关键词 火龙果 叶绿素含量 离散小波算法 高光谱

在线阅读 下载PDF 职称材料