基于不同机器学习算法伊犁绢蒿荒漠草地主要地物的高光谱分类
2024-07-29分类号:TP181;TP751;S812
【部门】新疆农业大学
【摘要】机器学习算法广泛应用于光谱分类领域,不同算法模型的选择将直接影响地物的分类效果。本研究以伊犁绢蒿荒漠草地的3类主要地物伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)及土壤为分类对象,在植被生长旺盛期采集草地植被群落高光谱数据,通过分析不同地物的光谱反射率差异,筛选出特征波段代入最佳指数因子(Optimum Index Factor,OIF)并合成假彩色图像,采用随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)3种不同机器学习算法建立分类模型进行研究。结果表明:1)植物光谱反射率在可见光波段呈现出倒“U”型趋势,在近红外波段开始骤升,出现“红边”现象;土壤的光谱反射率变化趋势较为稳定,随波长增加而逐渐上升。2)利用OIF计算出的最佳分类波段组合为:499.69、535.78、633.28 nm,OIF值为0.10。3)3种不同的机器学习算法的总体分类精度均大于90%,随机森林算法分类模型精度最高,总体精度达到97.54%,Kappa系数为0.95;不同算法下3类地物的分类精度表现为:土壤>伊犁绢蒿>角果藜。总体而言,采用随机森林算法对伊犁绢蒿草荒漠地主要地物分类效果最佳。
【关键词】高光谱分类 荒漠草地 随机森林 支持向量机 人工神经网络
【基金】国家自然科学基金项目(31960360)
【所属期刊栏目】草业科学
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