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两种用于作物冠层叶绿素含量提取的改进光谱指数 被引量：9
1
作者 关丽 刘湘南 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期548-554,共7页
在深入探讨目前广泛使用的提取叶绿素含量的植被指数的光谱响应机制基础上,利用PROSPECT+SAIL模型模拟的作物冠层反射率样本数据对比分析了这些植被指数对叶绿素含量变化的敏感性差异,包括PSSRa、PSSRb、PSNDa、PSNDb、NPCI、PRI、MCARI... 在深入探讨目前广泛使用的提取叶绿素含量的植被指数的光谱响应机制基础上,利用PROSPECT+SAIL模型模拟的作物冠层反射率样本数据对比分析了这些植被指数对叶绿素含量变化的敏感性差异,包括PSSRa、PSSRb、PSNDa、PSNDb、NPCI、PRI、MCARI和TVI等。结果表明,上述植被指数或对土壤背景变化敏感,或受高值LAI影响趋于饱和,对作物叶绿素含量反演效果均不理想。提出了4种基于TVI和MCARI的改进植被指数MTVI1、MTVI2、MCARI1和MCARI2,揭示了它们对土壤背景和LAI不敏感,对叶绿素含量变化更为敏感的光谱机制,并根据实验数据对其进行验证。实验表明,改进的植被指数MTVI2和MCARI2是作物冠层叶绿素含量较好的预测器,可据此建立作物冠层叶绿素含量反演模型。 展开更多
关键词 叶绿素含量 改进光谱指数 MTVI2 MCARI2
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基于改进型光谱指数的荒漠土壤水分遥感反演 被引量：9
2
作者 高琪 王玉珍 +4 位作者 冯春晖 马自强 柳维扬 彭杰 季彦桢 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2022年第1期142-150,共9页
干旱地区土壤水分是影响气候动态变化、植被生态恢复和土地荒漠化治理的重要指示因子。本研究采用Landsat8 OLI/TIRS多光谱遥感影像,在9个传统光谱指数基础上引入热红外波段(b 10)进行改进,通过显著性检验和多重共线性检验后的优选光谱... 干旱地区土壤水分是影响气候动态变化、植被生态恢复和土地荒漠化治理的重要指示因子。本研究采用Landsat8 OLI/TIRS多光谱遥感影像,在9个传统光谱指数基础上引入热红外波段(b 10)进行改进,通过显著性检验和多重共线性检验后的优选光谱指数作为本研究的建模因子,并结合地形数据采用多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)和随机森林(random forest,RF)算法构建荒漠土壤水分综合反演模型,选取最优模型分析土壤水分空间分布特征及驱动因素,结果表明:①改进后,光谱指数EBSI,ECI,ECal,ENDVI和EPDI相关系数提升了0.02~0.11;②光谱指数经改进后,线性和非线性模型预测集R^(2)分别提升了0.12和0.05,相对分析误差提升了0.35和0.49,其中,RF-II模型的相对分析误差高达3.12,能精准地对土壤水分进行预测;③非线性模型的精度明显优于线性模型,MLR线性模型预测集的R^(2)仅为0.59和0.71,而RF非线性模型预测集的R^(2)达到0.86和0.91;④土壤水分分布受到自然、人为2种驱动因素影响,东北部沙漠呈现[0,5)%和[5,12)%,南部农田交错分布,北部及中部荒漠-绿洲过渡带受植被覆盖程度和地表盐结皮抑制土壤水分蒸散困难,多呈现[15,20)%和[20,40)%。 展开更多
关键词 改进型光谱指数 卫星遥感 土壤水分 荒漠土壤 南疆干旱区
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无人机多光谱遥感反演不同深度土壤盐分 被引量：27
3
作者 杨宁 崔文轩 +5 位作者 张智韬 张珺锐 陈俊英 杜瑞麒 劳聪聪 周永财 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期13-21,共9页
快速、精准获取作物覆盖下的土壤盐分信息,可以提高区域土壤盐渍化治理的有效性。该研究在内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内试验地获取无人机多光谱遥感图像数据,并同步采集不同深度的土壤盐分数据。通过遥感图像数据提取光谱反射率并计算传... 快速、精准获取作物覆盖下的土壤盐分信息,可以提高区域土壤盐渍化治理的有效性。该研究在内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内试验地获取无人机多光谱遥感图像数据,并同步采集不同深度的土壤盐分数据。通过遥感图像数据提取光谱反射率并计算传统光谱指数,在此基础上引入红边波段建立新的光谱指数,同时使用Elastic-net算法(ENET)对光谱变量进行筛选,并将筛选后的光谱变量分为原始光谱变量组和改进光谱变量组;运用BP神经网络(Back Propagation Neural Networks,BPNN)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)3种机器学习方法,构建作物覆盖下不同土壤深度的土壤盐分反演模型,并基于最佳反演模型绘制试验区不同深度土壤盐分反演图。结果表明,使用ENET变量选择方法可以有效筛选出最优光谱变量,且基于改进光谱变量组构建的反演模型精度均高于原始光谱变量组;ELM模型反演效果优于SVM模型和BPNN模型,其验证集的决定系数为0.783,均方根误差为0.141,一致性相关系数为0.875;研究区域内,作物覆盖下的土壤盐分最佳反演深度为10~20 cm;在不同土壤深度下,基于改进光谱变量组构建的最佳反演模型绘制的土壤盐分反演图可以较为真实地反映试验区内的盐渍化程度,这说明引入红边波段构建光谱指数可以用于土壤盐分的反演。该研究为无人机多光谱遥感监测农田土壤盐渍化以及农田盐渍化治理提供了一种新途径。 展开更多
关键词 无人机 遥感 土壤 含盐量 改进光谱指数 Elastic-net算法 机器学习
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基于高光谱特征的雅氏落叶松尺蠖虫口密度估算 被引量：2
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作者 白力嘎 黄晓君 +8 位作者 Ganbat DASHZEBEGD Mungunkhuyag ARIUNAAD Tsagaantsooj NANZADD Altanchimeg DORJSUREN 包刚 佟斯琴 包玉海 银山 Enkhnasan DAVAADORJ 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期711-721,共11页
【目的】多年来,蒙古高原典型落叶松害虫雅氏落叶松尺蠖Eeannis jacobsoni发生频繁,使森林生态系统遭到严重破坏。虫口密度可直接描述森林虫害严重程度,进而及时、快速获得害虫虫口密度信息显得极为重要。本研究旨在依据雅氏落叶松尺蠖... 【目的】多年来,蒙古高原典型落叶松害虫雅氏落叶松尺蠖Eeannis jacobsoni发生频繁,使森林生态系统遭到严重破坏。虫口密度可直接描述森林虫害严重程度,进而及时、快速获得害虫虫口密度信息显得极为重要。本研究旨在依据雅氏落叶松尺蠖暴发区的落叶松光谱实测数据和虫口密度数据,构建基于高光谱特征的虫口密度估算方法。【方法】以蒙古国后杭爱省和肯特省4个地点雅氏落叶松尺蠖暴发区为试验区。首先从这4个试验区选取不同程度受害的110株西伯利亚落叶松Larix sibirica样本树,调查虫口密度和测量冠层光谱反射率;其次通过光谱反射率数据获得微分光谱反射率(differential spectral reflectance,DSR)和计算改进型光谱指数(modified spectral index,MSI);再次运用多项式曲线拟合法,分析DSR和MSI对虫口密度的敏感性;然后借助连续投影算法(successive projection algorithm,SPA)提取敏感DSR和MSI;最后利用敏感DSR和MSI,结合多项式回归(polynomial regression,PR)和支持向量机回归(support vector machine regression,SVMR)算法,建立雅氏落叶松尺蠖虫口密度估算模型,并评定了其精度。【结果】DSR的敏感波段主要在黄边和红边波段内,其中572 nm的敏感性最显著(R2=0.5821,P<0.001),MSI的最敏感指数为TVI(R2=0.5386,P<0.001);TVI(R2CV=0.6323,RMSECV=0.1513)比DSR572(R2CV=0.5581,RMSECV=0.1649)估算精度高,而多个DSR(R2=0.7309,RMSECV=0.1347)比多个MSI(R2CV=0.6537,RMSECV=0.1453)更有估算潜力,其中SVMR模型性能始终优于PR模型,说明SVMR更加适用于虫口密度估算。【结论】MSI和DSR可作为虫口密度估算的敏感指标,多项式曲线拟合法能够挖掘MSI和DSR对虫口密度的敏感性;SPA是虫口密度敏感光谱特征提取的一种有效方法,其提取的DSR敏感指标和MSI敏感指数充分捕捉了针叶叶绿素吸收特征、水分吸收特征以及针叶细胞受损引起的反射特征。该研究不仅为利用航空航天遥感监测森林害虫虫口密度提供实验理论基础,而且为森林虫害遥感监测拓展了新途径。 展开更多
关键词 雅氏落叶松尺蠖 落叶松 虫口密度 改进型光谱指数 微分光谱反射率 估算模型
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基于水色遥感的香港海域黄色物质浓度反演模型 被引量：12
5
作者 周博天 刘湘南 +1 位作者 吴伶 高洪雷 《海洋环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期115-119,124,共6页
研究了珠江口东岸香港海域黄色物质的光谱吸收特性,并分析光谱指数与吸收系数ag(440)之间的相关关系。采用CCD遥感数据和研究区海域数据采样点的同期实测光谱吸收系数,建立基于改进光谱指数NDSI、MRSI的黄色物质吸收系数反演模型。结果... 研究了珠江口东岸香港海域黄色物质的光谱吸收特性,并分析光谱指数与吸收系数ag(440)之间的相关关系。采用CCD遥感数据和研究区海域数据采样点的同期实测光谱吸收系数,建立基于改进光谱指数NDSI、MRSI的黄色物质吸收系数反演模型。结果表明:MRSI模型提取的黄色物质吸收系数ag(440)与实测值之间的R2=0.8278,RMSE=0.0332,比NDSI模型的反演精度更高,且MRSI模型具有较强的区域适用性。利用2009～2011年3、8、12月CCD数据和MRSI吸收系数反演模型求得研究区海域黄色物质浓度,并探讨了黄色物质浓度在研究区海域的时空分布规律。 展开更多
关键词 黄色物质 吸收系数 改进光谱指数 CCD 时空分布
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