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基于网格搜索优化CatBoost模型的GF-5卫星影像铬离子含量反演研究
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作者 刘东宜 屈永华 +1 位作者 冯耀伟 屈冉 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1460-1470,共11页
高光谱遥感技术以其低成本、高效率、广泛覆盖范围、宏观性强和动态监测能力等优势而受到关注。利用高光谱遥感技术,对安图县新合乡尾矿库土壤中六价铬离子污染状况进行有效监测;以高分五号(GF-5)卫星的高光谱遥感影像及实测土壤样本为... 高光谱遥感技术以其低成本、高效率、广泛覆盖范围、宏观性强和动态监测能力等优势而受到关注。利用高光谱遥感技术,对安图县新合乡尾矿库土壤中六价铬离子污染状况进行有效监测;以高分五号(GF-5)卫星的高光谱遥感影像及实测土壤样本为数据源,基于皮尔逊相关系数、波段加法和比值指数,提取与土壤重金属含量变化相关的特征,构建反演模型。首先,剔除预处理后的遥感影像中饱和、噪声和水汽吸收波段,同时利用各波段反射率进行代数运算构建加法和比值指数,计算其与实测铬离子含量数据的皮尔逊相关系数;然后,基于皮尔逊相关系数得到的前50最高相关特征变量,采用网格搜索优化的CatBoost回归,建立土壤六价铬离子含量反演模型,并使用SHAP方法评估特征重要性,探究影响GF-5反演土壤重金属重要波段。结果显示,在相同光谱变换条件下,与偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVMR)、卷积神经网络(CNN)和多元逐步线性回归模型相比,网格搜索优化的CatBoost模型效果最好,训练集拟合优度为0.92,验证集为0.88。利用网格搜索优化CatBoost回归模型对吉林省安图铬渣填埋场进行了土壤六价铬离子含量反演,结果显示该区域尾矿库开采区域周边六价铬离子污染严重,这与该地矿山开采和尾矿堆放实际情况基本一致。该研究为土壤重金属污染监测和环境管理提供了重要的技术手段和科学依据。 展开更多
关键词 高光谱反演 高光谱遥感 GF-5 六价铬离子 土壤重金属 CatBoost回归模型
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基于Markov预测模型的1989—2037年嘉兴市景观生态格局时空变化特征
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作者 米渊博 徐栋 方贺 《湖北农业科学》 2025年第4期100-107,共8页
使用嘉兴市1989—2019年的Landsat影像数据,分析嘉兴市土地利用时空动态变化规律,并基于Markov预测模型对嘉兴市未来土地利用格局进行预测,结合城市扩展分析,探究城市扩展规律与土地利用变化之间的联系。结果表明,1989—2019年嘉兴市土... 使用嘉兴市1989—2019年的Landsat影像数据,分析嘉兴市土地利用时空动态变化规律,并基于Markov预测模型对嘉兴市未来土地利用格局进行预测,结合城市扩展分析,探究城市扩展规律与土地利用变化之间的联系。结果表明,1989—2019年嘉兴市土地利用类型变化较大,建设用地增加明显,城镇化速率加快,耕地转化为林地、草地的概率增大,表明嘉兴市“退耕还林”政策取得一定成效;研究期内嘉兴市土地利用程度较大,土地利用仍处于发展期,预计到2037年城镇建设用地增长率仍较大,但土地利用结构趋于平稳;1989—2019年嘉兴市城市扩展经历了中速扩张和快速扩张两个阶段,城市分形维数均维持在1.35左右,整体形态结构较为复杂,对土地利用结构干扰较大;1989—2002年、2002—2010年和2010—2019年嘉兴市城市质心分别表现为向东南、西北、东北方向移动,城市圆形率和紧凑度稳定,并逐步形成稳定的“一主六副,三区三带”的城区分布结构。 展开更多
关键词 景观生态格局 土地利用 城市扩展 遥感监测 Markov预测模型 嘉兴市
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