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[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈昌为 朱秀芳 蔡毅 郭航
【目的】在分析国内外农作物估产方法的相关研究进展基础上,将传统统计估产方法和遥感估产方法相结合,提出一种新的混合估产模型。【方法】该模型由趋势单产、遥感修正单产和随机误差项三部分组成,其中趋势单产利用历史长时间序列的单产统计数据,通过多项式回归的方法结合ARIMA模型修正得到,遥感修正单产利用3个作物关键生育期NDVI和实测单产多元回归得到。为验证所提出估产方法的可行性和精度,利用2015年冬小麦关键生育期的三景环境卫星遥感影像和冬小麦实测地块单产数据以及近30年(1985—2014年)北京市各区县的冬小
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李海亮 罗微 李世池 戴声佩 刘海清
建立基于MODIS数据的天然橡胶净初级生产力遥感估算模型,利用2009年生长季(4—12月)250 m分辨率的MODIS数据和气象数据估算海南阳江农场天然橡胶的生长季净初级生产力,通过天然橡胶的干物质分配率估算阳江农场天然橡胶的产胶潜力。用以树位为单元的地面实际干胶产量与已得到的天然橡胶林产胶潜力进行回归分析,建立天然橡胶干胶产量的估测模型。利用估产模型对阳江农场2010年7月的干胶产量进行模拟,用同期实际干胶产量对估产模型进行精度验证与实用性评价,结果显示7月估产模型均方根误差RMSE为1.78 g.m-2,相对均方根误差RMSEr为18.25%。研究表明,基于遥感信息和净初级生产力的天然橡...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李波 黄敬峰 吴次芳
不透水面的迅速增长是城市化的显著特征之一,针对大范围的城市监测,运用遥感技术迅速提取城市不透水面是当前国内外研究的热点。论文选用Landsat 7的ETM+影像,基于光谱混合分解模型,结合热红外遥感数据反演生成的地表温度,研究杭州市的不透水面分布信息的提取。通过高、低反照率、植被及土壤4类光谱端元的线性组合来表征不同城市土地类型,并利用地表温度和土壤分量分别剔除高、低反照率分量中的"噪声",综合修正后的高反照率分量和低反照率分量估算杭州市不透水面分布。结果显示,研究区中均方根误差的平均值为0.003 6,不透水面分布结果与同期Google earth上的高分辨率影像和SPOT 4影像的解译结果...
关键词：
遥感 不透水面 光谱混合分解 热红外数据
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
钱凤魁 王化军 王祥国 于远俊 辛家佶 顾汉龙
区域尺度的作物生长动态监测和产量预测对于保障粮食安全和农业政策的制定具有重要参考依据。遥感数据同化应用极大提高了作物估产的时效性和精度。为及时、准确地实现县级尺度粮食产量的估测，以及提升产量估测的精度，以辽宁省铁岭县为研究区，采用WOFOST(world food studies)模型与遥感同化相结合的方法对铁岭县玉米进行估产研究。通过采用扩展傅里叶幅度敏感性检验算法（extened Fourier amplitude sensitivity test,EFAST）敏感性分析方法实现玉米估产敏感性参数的分析，以及本地化；通过采用参数自动率定程序PEST(parameter estimation)实现参数的优化，验证结果为采样点产量的平均误差为852.39 kg·hm~(-2)，模型模拟的精度达到92.82%。为进一步提高和优化模型估产精度，将遥感反演得到的叶面积指数采用集合卡尔曼滤波算法与模型模拟的叶面积指数进行数据同化，平均误差从同化前的852.39 kg·hm~(-2)降低为435.01 kg·hm~(-2)，估产精度从92.82%提高到96.33%，有效提高了WOFOST模型估产的精度。结果表明：水分对玉米的生长发育限制并不大，其产量形成主要受光温影响，对温度、光能利用效率和最大同化速率有关的参数具有较高的敏感性；优化后的模型能够较好模拟铁岭县玉米生长发育情况，产量验证表明优化后的模型模拟的效果较好，但仍存在一定的误差；比值植被指数与叶面积指数的相关性最高，反演模型精度较好，反演结果表明叶面积指数在抽雄吐丝期差距较大，而在成熟期的差距不大；经过作物模型与遥感数据同化之后，估产的精度得到明显提高，说明遥感与作物模型同化是一种有效地提高作物估产和产量预测精度的方法。
[期刊] 数理统计与管理
[作者]
刘育孜 曲维荣 崔珍 刘小惠 徐文婧 蒋继明
随着2020年新冠肺炎疫情在全球肆虐,国际环境动荡加剧引发了大众对于粮食储备问题的担忧,而及时估算种植面积对于有效应对可能的突发事件具有重要战略意义。考虑到粮食种植具有范围广、区域差异大的特点,因而进行面积估算时,混合效应模型是非常合适的选择,但现有文献多局限于解决有抽样单元的剩余区域的外推估算问题,对零样本量的域估计问题则鲜有涉及。值得注意的是,在进行农业抽样工作时,抽样数量的设计多服务于国家或省级层面,对于人口数量较少或经济程度不发达的地区,则容易出现没有样本被抽中的情况。往往这类地区是以农业为主要产业,因此忽视该类地区的农作物面积将会对我国实现农业精准监测产生显著影响。有鉴于此,本文提出使用改良后的分类混合效应模型预测方法(Modified Classified Mixed Model Prediction,MCMMP),其原理可概述如下:首先通过协变量信息对抽样单元进行聚类,然后使用混合效应模型预测所有类的随机效应,最后利用待估单元所处类的随机效应对待估单元面积进行估算。为展示MCMMP的应用潜力,本文基于山东省济宁市兖州区下属12个镇的卫星图像已经部分测绘数据,并结合“留一法”对小麦种植面积进行了估算。结果显示与现有方法相比,MCMMP具有更小的相对误差,且当感兴趣的变量为小域均值时,如村或镇范围的平均土地面积时,MCMMP依旧表现最优。
[期刊] 数理统计与管理
[作者]
刘育孜 曲维荣 崔珍 刘小惠 徐文婧 蒋继明
随着2020年新冠肺炎疫情在全球肆虐,国际环境动荡加剧引发了大众对于粮食储备问题的担忧,而及时估算种植面积对于有效应对可能的突发事件具有重要战略意义。考虑到粮食种植具有范围广、区域差异大的特点,因而进行面积估算时,混合效应模型是非常合适的选择,但现有文献多局限于解决有抽样单元的剩余区域的外推估算问题,对零样本量的域估计问题则鲜有涉及。值得注意的是,在进行农业抽样工作时,抽样数量的设计多服务于国家或省级层面,对于人口数量较少或经济程度不发达的地区,则容易出现没有样本被抽中的情况。往往这类地区是以农业为主要产业,因此忽视该类地区的农作物面积将会对我国实现农业精准监测产生显著影响。有鉴于此,本文提出使用改良后的分类混合效应模型预测方法(Modified Classified Mixed Model Prediction,MCMMP),其原理可概述如下:首先通过协变量信息对抽样单元进行聚类,然后使用混合效应模型预测所有类的随机效应,最后利用待估单元所处类的随机效应对待估单元面积进行估算。为展示MCMMP的应用潜力,本文基于山东省济宁市兖州区下属12个镇的卫星图像已经部分测绘数据,并结合“留一法”对小麦种植面积进行了估算。结果显示与现有方法相比,MCMMP具有更小的相对误差,且当感兴趣的变量为小域均值时,如村或镇范围的平均土地面积时,MCMMP依旧表现最优。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
张显峰 赵杰鹏 刘羽
利用微波遥感数据反演地表土壤水分有着较好的物理基础,可实现大范围土壤水分状况的遥感监测。本文基于被动微波传感器AMSR-E的X波段数据,将土壤水分值分解成基准值和日变化量两个部分,并分别建立反演模型,同时引入降雨修正因子来进一步提高土壤水分的估算精度;利用IDL语言实现了我们所研发的模型,并集成为新疆土壤水分遥感反演系统模块之一;利用WatchDog2400与传统铝盒采样获取的新疆地面土壤水分数据,提取适合的模型经验参数,并对模型结果进行精度评价。结果表明,经改进的模型反演得到的新疆土壤水分结果比美国冰雪数据中心的土壤水分产品在精度上有显著提高:均方根误差由8.4%降低为4.25%;所研发的软件模块可为相关应用部门提供快速的大范围土壤水分监测产品。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘扬 周清波 刘佳 邓辉
【目的】建立Web环境下冬小麦估产的业务化运行体系,解决冬小麦遥感估产业务化运行不足,运行效率低等问题。【方法】基于面向对象的编程技术,采用Java语言,结合ESRI的开发包MapObject for Java以及管理工具ArcSDE、ArcCatalog和ArcIMS,通过在Web上集成遥感估产和GIS,构建了Web环境下的冬小麦估产支持系统。【结果】客户端通过浏览器访问远程服务器,可以实时地获取远程服务器发布的冬小麦生长信息,并进行产量预测,从而解决了遥感估产网络环境下的运行问题。【结论】本文提出了Web环境下的冬小麦估产研究方法和框架体系,实现了冬小麦估产业务化运行系统,系统运行结果良好...
关键词：
遥感估产 WebGIS 业务化系统
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈思宁 赵艳霞 申双和 黎贞发
【目的】构建合理的作物估产方案,提高作物估产精度。【方法】本文以基于集合卡尔曼滤波(EnsembleKalman Filter,EnKF)构建的遥感信息-作物模型结合模型(PyWOFOST)为基础,建立了以LAI为结合点,适用于中国东北地区玉米的同化模拟模型,并使用MODIS LAI数据作为外部同化数据进行同化模拟,重点分析了遥感观测(MODIS LAI)和模型参数(出苗-开花期所需积温,TSUM1)的不确定性(即随机误差)对同化模拟结果的影响。最后,利用PyWOFOST模型实现了区域尺度上的玉米估产。【结果】同化外部观测数据后的玉米模拟产量较未同化外部数据的模拟产量有明显改善,20个未受灾害...
[期刊] 统计与决策
[作者]
殷亮 王维国
结合广义半参数混合效应面板模型与广义半参数时间序列模型,文章构建广义半参数趋势混合效应面板模型,考虑到解释变量的非平稳性会影响到模型的参数估计,所以将解释变量的非线性时间趋势估计出来,解释变量用非线性时间趋势代替,最后采用加权极大似然估计方法估计模型参数,通过假定被解释变量为指数分布的情况下,验证了估计方法的有效性。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
王旭 刘波 陈正超 鞠婷
及时准确地估计区域冬小麦产量对维护国家粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用中国冬小麦主产区2001—2018年的遥感数据、气象数据和县域产量，构建基于长短期记忆（Long Short-term memory, LSTM）估产模型，并与传统随机森林（Random Forest, RF）、支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和决策树（Decision Tree, DT）模型对比，研究不同模型的估产性能，分析不同特征对模型精度的影响，评估模型的提前预测能力。研究结果表明：1）基于全部数据的LSTM模型精度最高，平均R2为0.853，平均NRMSE为7.22%。与DT、RF和SVR模型相比，LSTM模型将R~2提高了0.324、0.088和0.028;2）光合作用相关的地面下行长波辐射（R~2 0.737)、近地面气温（R~2 0.747）、地面下行短波辐射（R2 0.735）和降水率（R~2 0.681）超过了其他单一特征的估产能力，在单一特征的基础上增加特征的数量将进一步提高估产的准确性。气象数据、波段反射率和植被指数对估产的贡献依次降低，当同时使用这三种数据时估产准确性最高（R2 0.866、NRMSE7.00%）。3）小麦生长周期从10月8日至次年6月10日，8 d一个时相，合计32个时相数据，基于三种数据源的LSTM模型预测产量的能力在1～6时相增加，在7～19时相趋于平稳，在20～29时相再次上升，30～32时相基本保持稳定不再增加。当使用前29个时相的数据时，LSTM模型可以提前24 d获得最大的产量预测精度（R20.873、NRMSE 6.90%）。本研究提出的方法不仅估产精度较高，而且能够实现提前预测产量，可为农业管理和农业经济活动提供高效可靠的大面积冬小麦估产途径。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
谢福明 字李 舒清态
针对传统k-最近邻法(k-nearest neighbor,k-NN)在搜索最近邻单元时赋予特征变量相等的权重,缺少对特征变量加权优化等不足问题,在云南省香格里拉市,以高山松Pinus densata为研究对象,基于49块实测标准地,116株高山松样木和Landsat 8/OLI影像,在前期进行基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的k-NN模型实现的基础上,对k-NN的3个参数(k,t和d)进行反复测试优化组合,在像元尺度上对研究区高山松地上生物量进行遥感估算。结果表明:基于遗传算法优化的k-NN模型精度优于传统的k-NN模型,优化前均方根误差为30.0 t·hm~(-2),偏差为-0.418 t·hm~(-2),相对标准误差百分比(R_(MSE))为54.8%;优化后均方根误差为24.0 t·hm~(-2),偏差为-0.123 t·hm~(-2),R_(MSE)为43.7%。基于优化k-NN模型的研究区高山松地上生物量总储量估测结果为0.89×10~7t。图7表6参20
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨文峰 李星敏 卢玲
【目的】用遥感技术估算陕西关中渭北地区的实际蒸散,并将估算的蒸散与参考作物蒸散进行比较。【方法】以陕西关中渭北地区2008-06-23和09-05的NOAA-18卫星遥感资料以及该地区的气象资料为供试数据,利用能量平衡单层模型,计算陕西关中渭北地区的潜热通量及蒸散,并将蒸散估计值与参考作物蒸散分布进行比较。【结果】能量平衡单层模型中参数的反演途径直接影响着蒸散的反演精度,蒸散与植被指数的分布具有高度的一致性,蒸散的变化与研究区域的土地利用密切相关。【结论】根据下垫面特征建立的、物理意义清楚的基于遥感和气象资料的能量平衡单层模型,更适合区域实际蒸散的估算。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王宗梅 岳彩荣 刘琦 胡振华 柴凡一
【目的】探讨综合光学遥感和微波遥感的多源数据森林蓄积量反演方法。【方法】以L波段ALOS PALSAR全极化数据和Landsat TM为数据源,结合地面调查样地数据,通过ALOS PALSAR提取不同极化状态的后向散射系数和极化比值等极化特征因子,Landsat TM数据提取光学遥感因子,以多元线性回归构建森林蓄积量模型。【结果】光学遥感反演方法、微波遥感反演方法、综合光学遥感和微波遥感的多源数据反演方法均可以实现森林蓄积量估测,其中,基于多源数据协同的反演模型为最优模型,决定系数R~2为0.674,模型检验均方根误差RMSE为13.38 m~3/hm~2。【结论】要比使用一种数据源的反演方法具有明显的优势,有效实现了森林蓄积量估测。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
刘轶青 陶建斌 陈曦 陈濂 卫诗琪
在耕地总量减少、质量下降与人口持续增长、对粮食需求增加的背景下,耕地集约化利用成为保障国家粮食安全的重要手段.现有耕地集约化利用指标定义主要有种植频率和复种指数等.种植频率是对种植模式的硬划分(如单季或双季),会损失部分信息.复种指数是以统计数据为基础计算得到,忽略了行政区内作物分布状况的空间异质性.该文引入"种植强度"这一概念,实现对耕地集约化利用状况的精细表达.通过分析不同土地覆盖及不同复种状况的耕地在时间序列植被指数上的差异,构建特征空间,利用线性光谱分解的方法在时间维度上进行混合像元分解.以湖北省为研究区估算耕地种植强度,基于湖北省县级尺度和样区像素尺度验证,相关系数达到0.9.该研究为复杂地形、复杂种植结构下的种植强度估算提供了新的方法,可用于区域尺度耕地集约利用状况的精细制图.
关键词：
混合像元分解 种植强度 耕地集约化利用
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