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[期刊] 西南农业学报
[作者]
尹承深 刘全明 王春娟 王福强
【目的】融合多源遥感数据的神经网络构建土壤水分反演模型，估测土壤含水率，更加快速地精准监测土壤水分分布，为灌区土壤墒情监测与节水农业提供基础信息指导。【方法】以河套灌区解放闸灌域为研究区，利用地面实测地表粗糙度与光谱数据，联合C波段微波雷达SAR四极化后向散射数据，通过多元逐步回归（MSR）、主成分回归（PCR）和偏最小二乘回归（PLSR）选择水分特征波段，并构建经验模型和BP人工神经网络模型评价土壤墒情。【结果】将光谱反射率及其一阶与二阶导数、对数形式4种光谱数据与土壤水分做相关性分析，经数学变换的光谱反射率与土壤含水率存在较强的相关性。发现光谱的一、二阶导数相关性更好，尤其是二阶导数变换的4个特征波段450～454 nm、1412～1416 nm、1421～1425 nm、2208～2212 nm相关性最高，分别为0.50、-0.49、0.55和-0.59；二阶导数变换的模型拟合度远高于一阶导数变换，MSR模拟土壤含水量的效果较好，其判定系数R~(2)和均方根误差RMSE分别为0.482和0.027，PCR次之，PLSR最差。在对比前述二阶倒数变换的PCR、MSR和PLSR三个土壤水分模型基础上，确定联合光谱特征波段中心反射率二阶导数与地表粗糙度、雷达后向散射特性的BP人工神经网络(BP ANN)模型是最佳预测模型，模型R~(2)为0.792，预测精度及稳定性都优于前述经验回归模型。【结论】采用地面光谱联合主动微波遥感能够精确快速地预测河套灌区解放闸灌域盐渍化土壤水分，为微波遥感监测西北寒旱地区土壤墒情提供重要基础数据。
关键词：
土壤水分 多源遥感 协同反演 神经网络
[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] 西南农业学报
[作者]
徐小逊 张萍 徐精文 黄飞 宁黎
以川中丘陵区为研究对象,利用2006-2010年的AMSR-E数据和土壤水分观测数据,进行优选输入因子筛选,构建了一个4因子的BP神经网络模型,并对该模型的模拟精度进行了分析与验证。结果表明:基于AMSR-E数据所构建的BP神经网络土壤水分反演模型的模拟值(r=0.4968**)较单独的AMSR-E土壤水分产品(r=-0.0115**)与实测值的相关性更高。反演结果验证表明BP神经网络模型更能反映实际情况,用其进行川中丘陵区的土壤水分反演是可行的。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
贾媛媛 李召良
被动微波遥感具有穿透云层(甚至雨区)获取地表辐射信息的能力,在处理云的问题上,明显优于可见光、红外遥感,可更好地服务于相关领域研究。由于微波信号受多种因素的影响,目前被动微波反演地表温度的算法还不成熟。根据建模手段和方法的不同,从经验反演模型和物理反演模型两方面入手,系统回顾国内外被动微波数据反演地表温度的算法并加以评述,指出今后应加强尺度转换、物理机理以及多数据源结合方面的研究。
关键词：
地表温度 被动微波遥感 辐射传输模型
[期刊] 地理科学进展
[作者]
赵天杰
土壤水分是陆—气交互作用的重要边界条件,在全球水循环和能量循环中扮演着关键角色,直接影响降水、径流、下渗与蒸散发等水文循环过程,并能反映洪涝和干旱的程度。随着第一颗采用被动微波干涉成像技术的SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)卫星的发射成功,L波段被动微波遥感技术逐渐成为大尺度土壤水分监测的主要手段,促进了"射频干扰的检测与抑制"、"植被光学厚度反演与植被影响校正"以及"土壤粗糙度参数化方案"等关键问题的研究。本文梳理了"基于微波植被指数的L波段多角度数据反演土壤水
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王浩 罗格平 王伟胜 PACHIKIN Konstantin 李耀明 郑宏伟 胡伟杰
机器学习结合多源遥感数据反演土壤水分含量(SMC)是目前SMC研究的热点,因较少考虑温度、蒸散等重要SMC影响因子,反演结果存在一定的不确定性。利用Sentinel-1影像、MODIS产品和SRTM数据,提取雷达后向散射系数等32个SMC影响因子,经相关分析选择27个显著的SMC影响因子(P
[期刊] 地理科学进展
[作者]
杨胜天,刘昌明,王鹏新
利用1982～1998年AVHRR的pathfinder遥感数据,以及相同时段黄河流域29个农业气象观测站土壤水分观测资料和263个气象台站降水、蒸发资料,建立基于遥感条件温度植被指数和气象观测数据基础上的黄河流域厚层土体(0～1m)土壤水分遥感估算方法,计算出1982～1998年黄河全流域1m土体各层土壤水分。计算结果检验表明该方法适合进行大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分估算,并为黄河流域水循环研究提供了丰富的土壤水分数据。
关键词：
黄河 土壤水分 遥感 水循环
[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] 北京林业大学学报
[作者]
孙宇瑞 马道坤 何权 赵燕东
该文探讨了一种基于介电原理的、可实时测量土壤水分剖面分布的套筒式结构土壤水分传感器.由于麦克思维尔方程对边缘电磁场分布求解的局限性,研究过程中采用了以下技术路线:①借助于超高频矢量网络分析仪与有机标定液体相结合的办法分析传感器的高频特征参数;②根据获取的高频特征参数优化电路结构设计;③实验室环境下应用不同容积含水率的土样进行相关检验;④进一步分析套筒壁厚的影响;⑤针对一个由三种不同含水率构成的土柱进行穿层试验.试验数据统计分析表明,该传感器归一化频偏指数与土壤容积含水率之间呈线性关系.
关键词：
土壤水分 介电常数 测量
[期刊] 国土资源科技管理
[作者]
戴晓爱 杨武年 杨鑫
土壤水对于地球各层各种水分交换有着十分重要的意义。岷江上游地区地质地貌情况复杂,针对其特点,利用不同的植被指数与温度构造特征空间,比较分析后选用Ts-EVI空间建立的水分指数,反演适用于岷江上游典型地表的土壤含水量模型和地下土壤分层含水量模型。
关键词：
遥感 植被指数 土壤水分 岷江上游
[期刊] 地理科学进展
[作者]
周萍 王润生 阎柏琨 杨苏明 王青华
土壤反射光谱特征分析是反演土壤信息参量的基础资料。本文阐述了使用航空成像光谱仪OMIS-Ⅰ数据并结合ASD FieldSpec FR(350～2500nm)便携式光谱仪获取野外光谱数据,对山东省烟台市招远东良乡原状农用土有机质含量进行反演,从而实现有机质填图。通过对土壤原反射率对数一阶微分变换并确定其与SOM的相关性,最终建立相应的多元线性回归方程。分析认为土壤有机质的测定选用762nm、874nm及1667nm波段在本次研究中效果最佳。该模型也可作为土壤有机质估测和评价的参考。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
郭松 舒田 刘春艳 冯恩英 王文静 蒋丹垚
【目的】探明高光谱遥感技术反演葡萄叶片叶绿素含量的可能性，构建葡萄叶片叶绿素含量反演模型，为快速且无损估测葡萄长势提供技术参考。【方法】以西南山区成熟期葡萄叶片为研究对象，同步获取冠层叶片高光谱数据和SPAD值，研究不同分数阶微分光谱（0.0～1.4阶，步长0.2）反演葡萄叶片SPAD值的能力，构建多个基于特征波段和光谱指数的单因素模型及基于连续投影算法的多因素模型。【结果】不同SPAD值葡萄叶片原始光谱曲线整体一致，在可见光区域反射率较低而在近红外区域反射率高；可见光、近红外区域反射率与SPAD值分别呈反比和正比；随着阶数上升，特征波段由近红外向红边靠近，光谱指数由近红外与蓝光组合变更为近红外与绿光组合，单因素模型建模变量相关性呈先升后降趋势，在0.6阶达峰值；除0.6阶与0.8阶外，其余分数阶微分光谱单因素模型建模变量均为DSI；多因素模型优于单因素模型，机器学习算法可提升传统回归模型精度，所有模型以0.6阶下SPA-GA-XGBoost回归模型精度最优，其建模与验证R~(2)分别为0.79和0.75，相应均方根误差（nRMSE）分别为15.54%和14.45%。【结论】分数阶微分变换在葡萄叶片SPAD值反演方面具有较大潜力，特定分数阶下，光谱指数优于特征波段，GA-XGBoost算法能产生较好的建模效果。
[期刊] 草业科学
[作者]
马建 刘文昊 靳瑰丽 宫珂 刘智彪 李莹 李嘉欣 王生菊
物候期和识别模型的选择直接影响植物识别的精度。本研究以蒿类荒漠草地主要植物伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)以及裸地为识别对象，选择4月、6月、9月3个时期，通过SOC 710 VP高光谱成像仪采集草地群落高光谱数据，在分析地物光谱反射率差异的基础上，利用最佳指数因子(OIF)筛选特征波段，通过卷积神经网络(CNN)和支持向量机(SVM)建立识别模型。结果表明：1)不同物候期的伊犁绢蒿与角果藜在可见光波段均表现为“低-高-低”的光谱反射率趋势，并随月份增加峰谷现象逐渐不明显；红边波段这两种植物表现出快速上升；在NIR平台区4月各识别对象间反射率大小差异最明显。2)利用OIF筛选的识别波段组合在月份间表现一致，为638.64、789.49和923.79 nm。3)在识别精度上，SVM> CNN;4月> 9月> 6月；裸地>伊犁绢蒿>角果藜。综合来看，采用SVM在4月对蒿类荒漠草地主要植物进行识别的精度最高，为92.12%。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
蒋金豹 陈云浩 黄文江 李京
通过人工田间诱发不同等级小麦条锈病,在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱及其病情指数(DI)。把冠层光谱一阶微分数据与相应的DI进行相关分析,采用单变量线性和非线性回归技术,建立小麦DI的估测模型,并利用不同品种小麦样本对模型精度进行可靠性检验。结果表明:DI与一阶微分在432~582 nm、637~701 nm以及715~765 nm区域内有极显著相关性,以红边峰值区(725~735 nm)一阶微分总和与绿边峰值区(521~530 nm)一阶微分总和的比值为变量的线性模型估测DI精度最高,且其对小麦品种相对不敏感。上述研究结果对利用高光谱遥感监测农作物病害及其严重程度都具有实际应用价值。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
夏天 周勇 周清波 吴文斌
冬小麦SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)是评价其健康状况的重要农学参数,传统监测方法效率较低,旨在将田间监测和遥感技术相结合,探讨我国江汉平原地区冬小麦SPAD的遥感监测方法。研究选取湖北省潜江市后湖管理区为研究区域,利用ASD Fieldspec 3地物光谱仪和SPAD-502叶绿素仪在田间采集冬小麦冠层光谱和叶片SPAD,选取4种植被指数与叶片SPAD进行回归分析并构建预测模型。经模型精度检验,NDVI较适合对该地区冬小麦SPAD反演。然后将NDVI-SPAD反演模型与HJ-1卫星影像相结合,进行研究区域的冬小麦SPAD反演,通过比较HJ-1...
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