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基于CEEMD的云贵高原降水序列周期性特征分析
1
作者
郝海宁
王新鹏
+1 位作者
袁荣才
赵庆志
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第36期15362-15374,共13页
对云贵高原的降水量序列进行多尺度分析,可为喀斯特地区流域的综合治理、水资源的合理利用及地区的可持续发展提供保证。利用互补集合经验模态分解算法(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)结合快速傅里叶变换分析(f...
对云贵高原的降水量序列进行多尺度分析,可为喀斯特地区流域的综合治理、水资源的合理利用及地区的可持续发展提供保证。利用互补集合经验模态分解算法(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)结合快速傅里叶变换分析(fast Fourier transform,FFT)的特征提取方法。选取云贵高原60个站点20年、时间间隔为12 h的降水量观测数据进行周期识别。结果表明:CEEMD算法能够有效提取序列中的月、半周年、周年等特征分量,结合各气象站点位置,发现地理位置上临近站点的周期变化趋势数相似。与云贵高原的柯本-盖革气候分类指数图相对比,符合地区的气候特征,证明该分解方法可有效应用于气候统计;探讨在不同周期性特征影响下,实际降水序列如何响应于各种气候驱动因素,利用自相关函数(autocorrelation function,ACF)分析降水序列与准两年振荡(quasi biennial oscillation,QBO)、Nino3.4指数、热带气旋之间的时滞和相关性。发现区域的降水序列受厄尔尼诺南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)以及准两年期振荡的影响。区域48.3%站点固有模态函数(intrinsic mode functions,IMFs)呈现双峰年周期,使用极端降水事件与热带气旋降水事件对比,发现云贵高原降水序列双峰值周期的产生受热带气旋影响。
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关键词
降水量序列
周期性特征
互补集合经验模态分解(CEEMD)算法
热带气旋
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职称材料
基于RF和连续小波变换的露天煤矿土壤锌含量高光谱遥感反演
被引量：
20
2
作者
郭斌
白昊睿
+4 位作者
张波
裴琳
赵永华
雷永智
袁荣才
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期138-147,共10页
露天煤矿周边存在潜在重金属污染隐患,快速获取土壤重金属空间分布是土壤污染评价、土地复垦与修复的前提。传统调查方法费时费力且易造成对环境的二次污染,高光谱遥感为土壤重金属反演提供了新的视角。该研究以某露天煤矿土壤锌(Zn)含...
露天煤矿周边存在潜在重金属污染隐患,快速获取土壤重金属空间分布是土壤污染评价、土地复垦与修复的前提。传统调查方法费时费力且易造成对环境的二次污染,高光谱遥感为土壤重金属反演提供了新的视角。该研究以某露天煤矿土壤锌(Zn)含量为研究对象,采集了111个原位表层(0~20 cm)土壤样品及反射光谱;对样品反射光谱进行Savitsky-Golay(SG)平滑、连续统去除(Continuum Removal,CR)和连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)以降噪和增强;利用Boruta算法确定特征波段;采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)和随机森林(Random Forest,RF)构建土壤Zn含量反演模型,使用留一交叉验证评估反演模型精度以确定最优反演模型;基于最优反演模型,利用空间插值方法绘制土壤Zn含量空间分布图。结果表明:1)CWT可有效降低光谱噪声,增强光谱响应。2)Boruta算法能消除光谱信息冗余,并能有效提取特征波段;特征波段的数目随CWT分解尺度和光谱测量条件变化。3)RF估算土壤Zn含量性能优于PLSR,且RF结合CWT具有较好的土壤Zn反演能力;最优野外原位光谱反演模型精度(建模集R^(2)=0.92,验证集R^(2)=0.54)低于实验室光谱反演模型(建模集R^(2)=0.95,验证集R^(2)=0.72)。4)土壤Zn空间分布表现出显著的异质性,呈现高值集中于研究区西南部和东北部的特征。研究结果可为利用高光谱遥感开展露天矿区土壤重金属反演提供借鉴,为其他类似区域土壤污染评价、土地复垦与整治、土壤修复提供前提与依据。
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关键词
重金属
矿区
高光谱
小波变换
随机森林
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职称材料
题名
基于CEEMD的云贵高原降水序列周期性特征分析
1
作者
郝海宁
王新鹏
袁荣才
赵庆志
机构
贵州大学矿业学院
武汉大学卫星导航定位技术
研究
中心
西安中科星云空间信息研究院有限公司
西安
科技大学测绘科学与技术学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第36期15362-15374,共13页
基金
武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室测绘基础研究基金(20-01-02)
贵州大学培育项目(贵大培育[2020]57)。
文摘
对云贵高原的降水量序列进行多尺度分析,可为喀斯特地区流域的综合治理、水资源的合理利用及地区的可持续发展提供保证。利用互补集合经验模态分解算法(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)结合快速傅里叶变换分析(fast Fourier transform,FFT)的特征提取方法。选取云贵高原60个站点20年、时间间隔为12 h的降水量观测数据进行周期识别。结果表明:CEEMD算法能够有效提取序列中的月、半周年、周年等特征分量,结合各气象站点位置,发现地理位置上临近站点的周期变化趋势数相似。与云贵高原的柯本-盖革气候分类指数图相对比,符合地区的气候特征,证明该分解方法可有效应用于气候统计;探讨在不同周期性特征影响下,实际降水序列如何响应于各种气候驱动因素,利用自相关函数(autocorrelation function,ACF)分析降水序列与准两年振荡(quasi biennial oscillation,QBO)、Nino3.4指数、热带气旋之间的时滞和相关性。发现区域的降水序列受厄尔尼诺南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)以及准两年期振荡的影响。区域48.3%站点固有模态函数(intrinsic mode functions,IMFs)呈现双峰年周期,使用极端降水事件与热带气旋降水事件对比,发现云贵高原降水序列双峰值周期的产生受热带气旋影响。
关键词
降水量序列
周期性特征
互补集合经验模态分解(CEEMD)算法
热带气旋
Keywords
precipitation series
periodic characteristics
complete ensemble empirical mode decomposition(CEEMD)
tropical cyclone
分类号
P426.612 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于RF和连续小波变换的露天煤矿土壤锌含量高光谱遥感反演
被引量：
20
2
作者
郭斌
白昊睿
张波
裴琳
赵永华
雷永智
袁荣才
机构
西安
科技大学测绘科学与技术学院
中南大学地球科学与
信息
物理学院
西安
体育学院运动与健康科学学院
长安大学土地工程学院
陕西省土地整治重点实验室
中国电建集团西北勘测设计
研究院
有限公司
西安中科星云空间信息研究院有限公司
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期138-147,共10页
基金
陕西省土地整治重点实验室开放基金(300102352505)
陕西省自然科学基金项目(2021JM-388)。
文摘
露天煤矿周边存在潜在重金属污染隐患,快速获取土壤重金属空间分布是土壤污染评价、土地复垦与修复的前提。传统调查方法费时费力且易造成对环境的二次污染,高光谱遥感为土壤重金属反演提供了新的视角。该研究以某露天煤矿土壤锌(Zn)含量为研究对象,采集了111个原位表层(0~20 cm)土壤样品及反射光谱;对样品反射光谱进行Savitsky-Golay(SG)平滑、连续统去除(Continuum Removal,CR)和连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)以降噪和增强;利用Boruta算法确定特征波段;采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)和随机森林(Random Forest,RF)构建土壤Zn含量反演模型,使用留一交叉验证评估反演模型精度以确定最优反演模型;基于最优反演模型,利用空间插值方法绘制土壤Zn含量空间分布图。结果表明:1)CWT可有效降低光谱噪声,增强光谱响应。2)Boruta算法能消除光谱信息冗余,并能有效提取特征波段;特征波段的数目随CWT分解尺度和光谱测量条件变化。3)RF估算土壤Zn含量性能优于PLSR,且RF结合CWT具有较好的土壤Zn反演能力;最优野外原位光谱反演模型精度(建模集R^(2)=0.92,验证集R^(2)=0.54)低于实验室光谱反演模型(建模集R^(2)=0.95,验证集R^(2)=0.72)。4)土壤Zn空间分布表现出显著的异质性,呈现高值集中于研究区西南部和东北部的特征。研究结果可为利用高光谱遥感开展露天矿区土壤重金属反演提供借鉴,为其他类似区域土壤污染评价、土地复垦与整治、土壤修复提供前提与依据。
关键词
重金属
矿区
高光谱
小波变换
随机森林
Keywords
heavy metals
mine areas
hyperspectral
continuous wavelet transform
random forest
分类号
TP97 [自动化与计算机技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CEEMD的云贵高原降水序列周期性特征分析
郝海宁
王新鹏
袁荣才
赵庆志
《科学技术与工程》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
基于RF和连续小波变换的露天煤矿土壤锌含量高光谱遥感反演
郭斌
白昊睿
张波
裴琳
赵永华
雷永智
袁荣才
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
20
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