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福州海绵城市建设中屋顶绿化的截水作用研究 被引量：7
1
作者 林璐 许章华 +3 位作者 黄旭影 吕福康 王前锋 林倩 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2018年第2期223-230,共8页
城市屋顶绿化具有截留水分、改善生态环境等作用,可作为海绵城市建设的重要内容。以福州市的鼓楼、台江和仓山3区为研究对象,选取Landsat8 OLI遥感影像为主要数据,基于连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone,SMACC)方法... 城市屋顶绿化具有截留水分、改善生态环境等作用,可作为海绵城市建设的重要内容。以福州市的鼓楼、台江和仓山3区为研究对象,选取Landsat8 OLI遥感影像为主要数据,基于连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone,SMACC)方法提取屋顶绿化率,建立其与全局植被湿度指数(global vegetation moisture index,GVMI)的关系模型,并对屋顶绿化率进行模拟与分析。结果显示,福州市3区屋顶绿化率总体较低,平均值仅17.34%,绿化率为10%~20%的比例为66.55%,而绿化率高于50%的仅占5.11%;绿化率不同,湿度亦有变化,表明屋顶植被具备不可忽视的截水能力。通过构建屋顶湿度h与绿化率r的关系模型发现二次曲线模型拟合优度最佳;当屋顶绿化率高于16.30%时,截水效果开始明显;而在绿化率从30%升至60%过程中,截水能力提高速率最快,平均可达57.9%。选取2个典型小区对屋顶绿化率进行模拟分析,进一步证明该模型的合理性。研究成果证实了屋顶绿化的截水功能,并确定了截水目标下的屋顶绿化率阈值,可为海绵城市建设提供重要参考。 展开更多
关键词 海绵城市 屋顶绿化率 湿度 全局植被湿度指数(GVMI) 模拟 福州市
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福州新区建设背景下生态脆弱性的演变研究 被引量：3
2
作者 许章华 陈文慧 +2 位作者 石文春 林璐 陈秋霞 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2021年第6期34-43,共10页
福州新区是国务院2015年批复建设的全国第14个国家级新区,对国家的“一带一路”建设具有重要支撑作用,深入研究快速建设背景下该区的生态脆弱性演变有助于其理性规划与发展。以新区批复前后的2014、2016、2018、2020年四期Landsat-8 OL... 福州新区是国务院2015年批复建设的全国第14个国家级新区,对国家的“一带一路”建设具有重要支撑作用,深入研究快速建设背景下该区的生态脆弱性演变有助于其理性规划与发展。以新区批复前后的2014、2016、2018、2020年四期Landsat-8 OLI遥感影像为数据源,结合新区自然生态与干扰特征,选取土地利用类型、归一化植被指数、归一化建筑指数、改进的归一化差值水体指数、土壤类型、人类干扰指数、坡度、地形起伏度、景观分离度指数及景观分维度指数等10个指标,基于熵权与综合指数法定量研究该时期福州新区的生态脆弱性演变特征。结果表明,福州新区有较好的生态本底,在开发建设的过程中,生态脆弱性呈现先升高后降低的趋势,其中,高山城镇群片区和江阴产城片区的生态脆弱性呈上升趋势,生态质量变化较剧烈,面临着生态恶化的风险,应高度重视该区域生态与经济建设的协调性。 展开更多
关键词 生态脆弱性 时空演变 国家级新区 快速建设 福州新区
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高光谱图像分类的ReliefF-RFE特征选择算法构建与应用 被引量：15
3
作者 项颂阳 许章华 +5 位作者 张艺伟 张琦 周鑫 俞辉 李彬 李一帆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3283-3290,共8页
高光谱图像具有波段连续、维数高、数据量大、相邻波段相关性强的特点,可为地物分类提供更为丰富的细节信息。但是,数据中存在大量冗余信息与噪声,在图像分类中如直接利用其所有波段特征而不进行有效分析与选择,将会导致较低的计算效率... 高光谱图像具有波段连续、维数高、数据量大、相邻波段相关性强的特点,可为地物分类提供更为丰富的细节信息。但是,数据中存在大量冗余信息与噪声,在图像分类中如直接利用其所有波段特征而不进行有效分析与选择,将会导致较低的计算效率和较高的计算复杂度,分类精度亦可能随着波段维数增加而出现先增后减的“休斯(Hughes)现象”。为快速地从高达数十个甚至数百个波段的高光谱图像中提取出具有较好识别能力的特征子集,从而避免“维度灾难”,将过滤式ReliefF算法和封装式特征递归消除算法(RFE)相结合,构建了ReliefF-RFE特征选择算法,可用于高光谱图像分类的特征选择。该算法根据权重阈值,利用ReliefF算法快速剔除大量无关特征,缩小并优化特征子集的范围;利用RFE算法进一步搜索最优特征子集,将缩小范围后的特征子集中与分类器关联性小、冗余的特征进行递归筛选,进而得到分类性能最佳的特征子集。采用Indian pines数据集、Salinas-A数据集与KSC数据集等3个标准数据集作为实验数据,将ReliefF-RFE算法的应用效果与ReliefF和RFE算法进行对比。结果显示,在3个数据集中,应用ReliefF-RFE算法的高光谱图像分类平均总体精度(OA)为92.94%、F-measure为92.81%,Kappa系数为91.94%;ReliefF-RFE算法的平均特征维数是ReliefF算法的37%,而平均运算时间则是RFE算法的75%。由此表明,ReliefF-RFE算法能够在保证分类精度的同时,克服过滤式ReliefF算法无法有效减小特征之间冗余以及封装式RFE算法时间复杂度较高的缺陷,具有更为均衡的综合性能,适用于高光谱图像分类的特征选择。 展开更多
关键词 高光谱图像 特征选择 RELIEFF算法 RFE算法 ReliefF-RFE算法
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基于毛竹叶片理化参数的刚竹毒蛾危害检测研究 被引量：3
4
作者 黄旭影 许章华 +5 位作者 林璐 石文春 余坤勇 刘健 陈崇成 周华康 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期857-864,共8页
虫害检测算法研究是开展虫害快速、准确监测,制定精准森防检疫措施的重要基础。以毛竹叶片为研究尺度,基于刚竹毒蛾危害下的寄主外部形态与内部生理现象总结,选择并实测叶损量LL、相对叶绿素含量RCC、相对含水量RWC、原始光谱的733.66～... 虫害检测算法研究是开展虫害快速、准确监测,制定精准森防检疫措施的重要基础。以毛竹叶片为研究尺度,基于刚竹毒蛾危害下的寄主外部形态与内部生理现象总结,选择并实测叶损量LL、相对叶绿素含量RCC、相对含水量RWC、原始光谱的733.66～898.56 nm值(ρ_(733.66～898.56))、一阶微分光谱的562.95～585.25 nm值(ρ′_(562.95～585.25))与706.18～725.41 nm值(ρ′_(706.18～725.41))等理化参数,随机划分实验组(63组)和验证组(37组)并设计5次重复实验;分别运用Fisher判别分析、 BP神经网络、随机森林等三种方法建立刚竹毒蛾危害等级的检测模型,从检测精度、 Kappa系数及R^2等指标对模型的检测效果予以分析和比较。结果显示, Fisher判别分析、 BP神经网络、随机森林的检测精度分别为69.19%, 65.41%, 83.78%, Kappa系数分别为0.576 9, 0.532 4和0.778 8,R^2分别为0.722 2, 0.582 6和0.870 9,总体而言,三种方法均具备刚竹毒蛾危害的检测能力,随机森林的检测效果最优, Fisher判别分析次之,再次为BP神经网络;从分等级来看,随机森林的检测精度亦优于Fisher判别分析与BP神经网络,但3种方法对中度危害等级的检测精度均有所不足。该成果可为刚竹毒蛾危害及其他病虫害检测算法的选择提供参考,并为进一步建立冠层、遥感影像像元等尺度的虫害检测模型奠定基础。 展开更多
关键词 刚竹毒蛾 毛竹叶片 FISHER判别分析 BP神经网络 随机森林
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刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征波长研究 被引量：6
5
作者 黄旭影 许章华 +3 位作者 林璐 刘健 钟兆全 周华康 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3829-3838,共10页
旨在获取刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征波长,以助于该虫害的有效、准确识别。将于福建省顺昌县实测的105条高光谱数据随机划分为实验组(71条)和验证组(34条)。基于实验组数据,利用单因素方差分析获取健康、轻度危害、中度危害、重... 旨在获取刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征波长,以助于该虫害的有效、准确识别。将于福建省顺昌县实测的105条高光谱数据随机划分为实验组(71条)和验证组(34条)。基于实验组数据,利用单因素方差分析获取健康、轻度危害、中度危害、重度危害等虫害等级间具有极显著差异的波长;结合常用遥感卫星的波段设置对上述波长进行筛选,采用欧式距离、相关系数及光谱角匹配等3种方法判定其虫害判别能力,获取特征波长,并引入验证组样本对其予以验证。结果表明:(1)受害叶片的光谱反射率明显低于健康叶片,虫害等级越高,其反射率越低;(2)受害叶片的光谱特征变化较大,随着虫害等级的上升,其光谱曲线中的"绿峰"及"红谷"趋于消失,"红边"斜率逐渐减小;(3)确定原始光谱703. 43～898. 56 nm及一阶微分光谱497. 68～540. 72,554. 53～585. 25和596. 24～618. 23 nm为刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征波长,其对该虫害具有较强的判别能力。该研究从叶片尺度剖析了寄主对刚竹毒蛾的响应机理,是"地-天"耦合的理论基础,可为虫害遥感监测技术体系的建立提供重要依据。 展开更多
关键词 刚竹毒蛾 毛竹叶片 特征波长 光谱微分 虫害判别能力 顺昌县
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基于PROBA/CHRIS影像的归一化阴影植被指数NSVI构建与应用效果 被引量：2
6
作者 胡新宇 许章华 +4 位作者 陈文慧 陈秋霞 王琳 刘辉 刘智才 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第2期55-65,共11页
开展高光谱遥感影像的阴影检测研究有助于去除阴影,并进一步发挥其高光谱分辨率优势。以多角度高光谱影像PROBA/CHRIS为数据源,尝试从增大明亮区植被、阴影区植被、水体区3种典型地物间光谱的差异入手,利用连续投影算法(successive proj... 开展高光谱遥感影像的阴影检测研究有助于去除阴影,并进一步发挥其高光谱分辨率优势。以多角度高光谱影像PROBA/CHRIS为数据源,尝试从增大明亮区植被、阴影区植被、水体区3种典型地物间光谱的差异入手,利用连续投影算法(successive projection algorithm,SPA)选取特征波段,并分析典型地物在CHRIS影像原始波段及归一化差值植被指数上的光谱特征,由此构建该影像的归一化阴影植被指数(normalized shaded vegetation index,NSVI)。基于步长法设置合理阈值,对影像予以分类,并从分类精度及光谱差异增强效果两个角度评价NSVI对CHRIS影像阴影的检测能力。结果表明:B9和B15可作为构建CHRIS影像NSVI的特征波段;基于NSVI阈值法对CHRIS多角度影像予以分类,各角度影像3种地物的分类精度均在94%以上,总Kappa均大于0.89,0°影像的分类效果最佳;经掩模获取分类后3种地物的子影像,子影像光谱均值有差异,但考虑标准差后则发现其光谱重叠现象较为明显,表明NSVI可增强典型地物间的光谱差异,提高了光谱混淆像元间的可分性。通过进一步比较NSVI与归一化阴影指数和阴影指数的阴影检测效果,亦证明了NSVI的阴影检测能力,说明所构建的NSVI能够应用于PROBA/CHRIS高光谱影像的阴影检测,可为该影像的阴影去除及阴影信息修复等工作提供重要支持。 展开更多
关键词 PROBA/CHRIS影像 归一化阴影植被指数NSVI 阴影检测 高光谱遥感 光谱特征
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刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶绿素与叶光谱特征的关系及其变化 被引量：3
7
作者 胡新宇 许章华 +5 位作者 黄旭影 张艺伟 陈秋霞 王琳 刘辉 刘智才 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2726-2739,共14页
叶绿素是反映绿色植被健康状态的重要生理参数,虫害胁迫下叶绿素与叶光谱的变化机制较为复杂,深入剖析二者关系对于虫害检测有重要意义。以福建省南平市顺昌县为试验区,测定不同受害情景下毛竹叶叶绿素含量(SPAD)与叶光谱,采用Pearson... 叶绿素是反映绿色植被健康状态的重要生理参数,虫害胁迫下叶绿素与叶光谱的变化机制较为复杂,深入剖析二者关系对于虫害检测有重要意义。以福建省南平市顺昌县为试验区,测定不同受害情景下毛竹叶叶绿素含量(SPAD)与叶光谱,采用Pearson相关法筛选叶光谱特征指标,建立叶SPAD的多元线性回归、岭回归、随机森林与XGBoost估测模型。通过比较光谱特征指标筛选结果及模型估测效果,分析刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶绿素与叶光谱特征的关系及其变化。结果表明:(1)随着虫害程度上升,毛竹叶SPAD呈下降趋势;(2)较之于未受害状态,刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶光谱特征发生明显变化,“绿峰”和“红谷”趋于消失,“红边”斜率减小,近红外波长反射率降低;(3)基于全样本拟合叶SPAD的最优光谱特征指标为VOG_(2),R_(515)/R_(570),CI_(red),PRI与NDVI_(705),最佳估测模型为多元线性回归模型(R^(2)=0.7537,RMSE=3.0150);(4)基于不同受害程度样本拟合毛竹叶SPAD,最优光谱特征指标分别为健康:CI_(red),VOG_(2),ARVI,R_(515)/R_(570),DVI;轻度:RENDVI,RERVI,REDVI;中度:RENDVI,RERVI,REDVI;重度:VOG_(2),CI_(red),NDVI_(705),PRI;小年:PRI,NDVI_(705),VOG_(1),CI_(red)。最佳估测模型为多元线性回归模型,模型精度分别为健康(R^(2)=0.8823;RMSE=1.6388);轻度(R^(2)=0.1802;RMSE=3.3354);中度(R^(2)=0.3604;RMSE=3.8867);重度(R^(2)=0.4677;RMSE=2.6018);小年(R^(2)=0.7324;RMSE=2.3754)。由此发现,随着虫害等级上升,毛竹叶光谱特征指标也随之改变,关系模型估测精度呈现先急剧下降后缓慢抬升的态势,模型对健康与小年叶SPAD估测效果较好,对轻—中—重度危害叶SPAD估测效果较差;当毛竹叶SPAD与叶光谱特征的关系趋向紊乱时,预示可能有刚竹毒蛾危害发生。 展开更多
关键词 虫害胁迫 叶绿素含量 叶光谱特征 相关分析 机器学习
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