黑臭水体遥感识别CART模型构建与应用 被引量：7

1

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

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基于多特征的高分遥感图像分割算法研究 被引量：7

2

作者 金永涛 李旭青 +1 位作者 张周威 陈曦 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期38-46,共9页

针对传统的图像分割算法不能完全适用具有多种特征(光谱特征、纹理特征和几何特征)的高分辨率遥感图像的问题,提出了一种基于多特征的遥感图像分割算法。算法基于改进的均值漂移滤波和自动标记分水岭分割方法来实现最终分割。首先利用... 针对传统的图像分割算法不能完全适用具有多种特征(光谱特征、纹理特征和几何特征)的高分辨率遥感图像的问题,提出了一种基于多特征的遥感图像分割算法。算法基于改进的均值漂移滤波和自动标记分水岭分割方法来实现最终分割。首先利用自动标记分水岭分割方法对遥感图像进行分割,进而采用仿射不变矩形状特征算子提取图像几何特征;其次对图像进行主成分分析,计算第一主成分灰度共生矩阵,分析矩阵特性得出纹理特征;然后结合光谱特征通过改进的均值漂移方法得到多特征滤波结果;最后利用分水岭分割方法实现高分辨率遥感图像分割。为了表明算法的分割效果,利用基于多光谱信息熵方法对算法和单一的分水岭分割方法进行非监督评价。研究结果表明,算法可较好地改善遥感图像的过分割问题,是一种适合高空间分辨率多光谱遥感图像的分割算法。 展开更多

关键词 均值漂移 多特征 分水岭 高分辨率遥感图像 图像分割

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森林地上生物量遥感估算方法 被引量：17

3

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

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基于半监督光学分类的白洋淀叶绿素a浓度反演方法

4

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

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基于FOD和最优光谱特征的高光谱水质参数反演模型

5

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

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基于面向对象的设施蔬菜高分遥感影像提取 被引量：8

6

作者 赵建鹏 杨秀峰 +3 位作者 李国洪 李旭青 金永涛 刘世盟 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期911-918,共8页

以河北省廊坊市香河县五百户镇为研究区,综合利用高分二号(GF?2)遥感影像的光谱、纹理特征,并结合边缘检测、阈值分割、数学形态学算法,设计了面向对象的多特征融合设施蔬菜面积提取方法。首先对影像进行增强处理,结合影像中光谱和纹理... 以河北省廊坊市香河县五百户镇为研究区,综合利用高分二号(GF?2)遥感影像的光谱、纹理特征,并结合边缘检测、阈值分割、数学形态学算法,设计了面向对象的多特征融合设施蔬菜面积提取方法。首先对影像进行增强处理,结合影像中光谱和纹理特征剔除建筑物和道路干扰。然后采用阈值分割算法将边缘检测后的“噪声”进行删除,并使用数学形态学方法提高影像分割效率。最后对于一些难以去除的“噪声”采用面积(Ar)、周长(Per)、圆形度(Rd)、长宽比(Pwl)、矩形比(Pr)这5个形状特征参数进行剔除,实现利用高分遥感影像提取设施蔬菜面积。精度验证结果表明,该方法在试验区野外核查的精度为86.02%,随机样本点的总体分类精度为84.5%,Kappa系数为83.1%。 展开更多

关键词 设施蔬菜 影像提取 GF-2 多特征融合 面向对象

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高分六号卫星遥感估算大气细颗粒物方法研究 被引量：2

7

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

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基于实测光谱与Landsat8影像的白洋淀COD遥感反演 被引量：10

8

作者 赵起超 赵姝雅 +2 位作者 刘剋 王延仓 李怀瑞 《现代电子技术》 北大核心 2019年第3期56-60,共5页

以白洋淀为研究区域,结合实测光谱、Landsat8影像和化学需氧量(COD)实测值,使用BP神经网络构建COD反演模型。结果显示,光谱反射率可对白洋淀水体COD污染程度进行区分,BP神经网络模型预测值与实测值的平均相对误差为16.5%,模型精度较好... 以白洋淀为研究区域,结合实测光谱、Landsat8影像和化学需氧量(COD)实测值,使用BP神经网络构建COD反演模型。结果显示,光谱反射率可对白洋淀水体COD污染程度进行区分,BP神经网络模型预测值与实测值的平均相对误差为16.5%,模型精度较好。基于模型反演2017年10月30日白洋淀水体COD浓度空间分布,白洋淀水体存在一定程度的有机污染,部分水体达到劣V类,污染中心主要位于东南部的村镇和旅游景点,区域内的生活、生产污水可能是造成COD升高的主要原因。 展开更多

关键词 COD 白洋淀 实测光谱 Landsat8 BP神经网络 遥感监测

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基于GF-2影像的廊坊市中亭河COD遥感监测方法

9

作者 陈旭 曹春香 +6 位作者 徐敏 陈伟 王延仓 赵子辉 杨秀峰 韩洪兵 刘娟娟 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2017年第A02期213-216,共4页

为验证宽波段高空间分辨率遥感卫星数据在小范围尺度水质监测上的可行性,基于GF-2号卫星数据,对中亭河的河水化学需氧量(COD)进行遥感监测,根据实地采样数据与遥感卫星数据的相关性建立经验模型,通过反演模型实现对河水COD的实时监测。... 为验证宽波段高空间分辨率遥感卫星数据在小范围尺度水质监测上的可行性,基于GF-2号卫星数据,对中亭河的河水化学需氧量(COD)进行遥感监测,根据实地采样数据与遥感卫星数据的相关性建立经验模型,通过反演模型实现对河水COD的实时监测。实验结果表明:统计模型R2为0.8274,模型平均误差为4.9%,宽波段高空间分辨率遥感卫星数据在小尺度水质监测上是可行的。 展开更多

关键词 水质监测 化学需氧量(COD) 中亭河 高分二号卫星数据

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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

10

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

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离散小波去噪后冬小麦叶片含水量高光谱估算 被引量：1

11

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

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基于面向对象与深度学习的典型地物提取 被引量：27

12

作者 金永涛 杨秀峰 +2 位作者 高涛 郭会敏 刘世盟 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2018年第1期22-29,共8页

针对遥感图像地物分割问题面向对象方法可以将不同地物分割到不同的对象之中,在很大程度上解决了农作物、林地、水体、道路、建筑物等典型地物的混分问题,但面向对象方法对于形状、纹理等特征描述仍不够全面,信息量还不足以支撑完整的... 针对遥感图像地物分割问题面向对象方法可以将不同地物分割到不同的对象之中,在很大程度上解决了农作物、林地、水体、道路、建筑物等典型地物的混分问题,但面向对象方法对于形状、纹理等特征描述仍不够全面,信息量还不足以支撑完整的地物分类、识别。提出一种将面向对象与深度学习相结合的新方法,选用卷积神经网络Caffe框架,对训练样本数据进行深度学习,掌握不同对象的纹理等特性,形成深度学习模型,反过来指导对象分类。实验表明,新方法可以有效解决典型地物分不准的问题。 展开更多

关键词 面向对象 深度学习 卷积神经网络 目标识别

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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

13

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

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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

14

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

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北斗高精度定位和激光雷达测量技术的预警系统 被引量：5

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作者 赵云峰 段梅梅 戴永成 《激光杂志》 北大核心 2018年第8期34-38,共5页

为了提高北斗卫星导航定位和激光雷达测量的精度,降低输出信号的误码率,设计北斗高精度定位和激光雷达测量技术的预警系统,提出基于测距码和扩频码重组的北斗高精度定位和激光雷达测量算法,采用正交相移键控（QPSK）调制技术进行北斗卫... 为了提高北斗卫星导航定位和激光雷达测量的精度,降低输出信号的误码率,设计北斗高精度定位和激光雷达测量技术的预警系统,提出基于测距码和扩频码重组的北斗高精度定位和激光雷达测量算法,采用正交相移键控（QPSK）调制技术进行北斗卫星导航定位信号的抗干扰设计,根据卫星定位算法进行北斗定位和激光雷达测量预警系统设计。系统设计的硬件组成模块分AD模块、时钟模块、信号接收机模块、信号滤波模块以及中央处理器模块等,采用ADSP21160处理器系统作为预警系统的集成处理器,在嵌入式平台下进行北斗导航定位系统的集成设计。测试结果表明,采用该系统进行北斗卫星导航定位的精度较高,激光雷达测量的准确性较好,抗干扰能力较强,在高斯白噪声条件下具有较低的输出误码特性,系统的整体性能较优。 展开更多

关键词 北斗卫星导航 定位 激光雷达 测量 预警系统

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基于坐标定位的矢量数据水印算法研究 被引量：1

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作者 金永涛 吴俊聪 +2 位作者 陈曦 杨秀峰 周建伟 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2017年第6期98-106,共9页

针对遥感专题产品质量(quality)监督过程中的责任追溯问题,在离散傅里叶变换方法的基础上提出一种改进算法,有效解决了将水印信息嵌入到矢量数据文件后的数据精度、抗攻击能力等技术难题。水印信息嵌入过程首先应用Arnold、进制转换、... 针对遥感专题产品质量(quality)监督过程中的责任追溯问题,在离散傅里叶变换方法的基础上提出一种改进算法,有效解决了将水印信息嵌入到矢量数据文件后的数据精度、抗攻击能力等技术难题。水印信息嵌入过程首先应用Arnold、进制转换、快速傅里叶变换等方法对二值水印信息进行预处理;其次根据密钥产生不重复伪随机数组,进行嵌入位置选取;最后将水印信息嵌入到目标位置序列横坐标的频域中。水印提取时,通过设计的定位方法,降低目标点纵坐标识别错误的几率。运用该算法分别对廊坊市林地、固安县小麦、巨鹿县设施蔬菜三组矢量数据进行实验,结果表明,提取得到水印与原水印相似度最高为100%,最低为89%,且算法对原始数据造成的误差在0.01m以内。实验结果表明,算法对原文件横纵坐标影响很小,可以有效抵抗数据添加、删除、修改、移动等攻击,因此,算法对于解决遥感专题产品质量(quality)监督过程中的技术难题切实有效。 展开更多

关键词 坐标定位 傅里叶变换 质量监督 数字水印 信息安全 遥感

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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

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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

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连续小波变换定量反演土壤有机质含量 被引量：29

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作者 王延仓 张兰 +5 位作者 王欢 顾晓鹤 庄连英 段龙方 李佳俊 林靖 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3521-3527,共7页

以北京市东部地区96个潮土土样的土壤参数及对应光谱数据为数据源,采用连续小波多尺度分析处理与分析。首先将土壤光谱进行初步处理,生成小波系数,其次将土样的有机质含量与小波分解系数开展相关性分析,提取特征波段,最后采用特征波段... 以北京市东部地区96个潮土土样的土壤参数及对应光谱数据为数据源,采用连续小波多尺度分析处理与分析。首先将土壤光谱进行初步处理,生成小波系数,其次将土样的有机质含量与小波分解系数开展相关性分析,提取特征波段,最后采用特征波段建立预测耕层有机质含量的模型。结果表明:经连续小波处理后,光谱对耕层有机质含量的预测能力明显优于传统光谱变换技术;经连续小波分解后,对土壤有机质含量的预测能力随光谱分辨率降低呈先降后升再降的趋势;连续小波分析算法可提升土壤光谱对有机质含量的估测能力,与土壤高光谱反射率相比,基于连续小波变换的土壤有机含量最佳的精度提高19%;由于光谱分辨率为80nm建立的模型精度较高,其R^2达到0.632,这表明在连续小波算法下,光谱分辨率较低的宽波段数据可用于土壤有机质含量的监测。 展开更多

关键词 土壤有机质 连续小波变换 高光谱

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传统光谱变换与连续小波耦合定量反演潮土有机质含量 被引量：11

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作者 王延仓 金永涛 +4 位作者 王晓宁 廖钦洪 顾晓鹤 赵子辉 杨秀峰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2571-2577,共7页

以北京地区的96个潮土土样的有机质含量为研究对象,以传统光谱变换为参照,研究分析传统光谱变换与连续小波的耦合在估测土壤有机质含量的可行性;首先采用传统光谱变换与连续小波处理土壤光谱数据,然后将处理后的光谱数据与土壤有机质含... 以北京地区的96个潮土土样的有机质含量为研究对象,以传统光谱变换为参照,研究分析传统光谱变换与连续小波的耦合在估测土壤有机质含量的可行性;首先采用传统光谱变换与连续小波处理土壤光谱数据,然后将处理后的光谱数据与土壤有机质含量进行相关性分析,提取敏感波段,并采用偏最小二乘法构建土壤有机质含量估测模型。结果表明:耦合传统光谱变换技术与连续小波技术可大幅提升光谱对有机质含量的敏感性,其相关系数R^2最高可达0.714,这表明耦合传统光谱变换技术与连续小波技术可深入挖掘光谱内的有益信息;与传统光谱变换技术相比,基于耦合传统光谱变换技术与连续小波技术构建的模型精度更高,稳定性更好,其中以微分变换构建的模型最优,其R^2=0.772,RMSE=0.223,这表明耦合传统光谱变换技术与连续小波技术可有效压制噪声的负面影响,提升光谱的稳定性。 展开更多

关键词 土壤有机质 传统光谱变换 连续小波变换 潮土

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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

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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

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