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[期刊] 草业科学
[作者]
伏帅 冯琦胜 党菁阳 雷可欣 乔万鑫 梁天刚 潘冬荣 孙斌 姜佳昌
植被盖度是反映植被基本情况的客观指标和重要参数。本研究在对比8种常用的可见光植被指数计算草地盖度精度的基础上，发现这些植被指数对荒漠草地的植被盖度估测效果较差，因此提出一种适用于荒漠草地植被盖度估测的荒漠植被指数(DVI)，并评价了不同植被指数对不同草地类型的植被盖度估测效果，分析了不同草地类型阈值取值的变化情况。结果表明：1)所选植被指数对草甸草地和典型草地的盖度估测效果均较好，精度较高(准确率>90%,F1得分> 0.9)。草甸草地中超绿指数(Ex G)的盖度估测效果最好(准确率> 93%,F1得分> 0.95)，典型草地中各植被指数无明显差异，但对荒漠草地植被盖度估测效果较差，精度较低(F1得分≤0.6)。2) DVI对荒漠草地植被盖度估测精度较高(准确度> 93%,F1得分达到0.71)，能够有效弥补上述植被指数的缺陷。3)绿叶指数(GLI)和植被颜色指数(CIVE)的阈值对草地类型敏感性最弱；Ex G、超绿超红差分指数(Ex GR)、植被因子指数(VEG)、Woebbecke指数(WI)等植被指数的阈值对草甸草地和典型草地的敏感性较弱，但对荒漠草地的敏感性较强；组合指数(COM)和Lab指数(Lab)对草地类型的敏感性最强。
[期刊] 草业科学
[作者]
于惠 吴玉锋 牛莉婷
及时准确监测草地植被覆盖度,对草地资源的可持续利用及生态系统的恢复与重建具有重要意义。本研究以荒漠草地植被为研究对象,采用监督分类与植被指数直方图相结合的阈值法,分析了6种RGB植被指数对荒漠草地的识别效果。研究结果表明:归一化绿红差异指数(normalized green-red difference index, NGRDI)对草地覆盖度的提取精度最高,其平均绝对误差和均方根误差分别为2.56%和3.06%。监督分类与可见光植被指数统计直方图相结合的阈值法对荒漠草地植被覆盖度的提取效果较好,可以用于荒漠草地植被覆盖度的提取。
[期刊] 草业科学
[作者]
冷若琳 张瑶瑶 谢建全 李芙凝 胥刚 崔霞
草地非生长季植被是牲畜在冬春季节的主要饲料来源,研究非生长季植被对估算当地牧场载畜量有重要意义。本文以甘南州为研究区,通过小型无人机搭载相机获得60 m×60 m的草地非生长季植被数码照片,通过监督分类得到样地非生长季植被覆盖度数据。利用MODIS/Terra+Aqua双向反射分布函数和半球反射率产品MCD43A4,以及Landsat8 OLI影像数据,分别计算土壤耕作指数(soil tillage index,STI)、干枯燃料指数(dead fuel index,DFI)、归一化差异耕作指数(normalized difference tillage index,NDTI)等9种植被指数,通过分析不同植被指数与非生长季植被覆盖度之间的相关性,建立草地非生长季植被覆盖度回归模型,通过评价模型的精度来对比不同数据源估算草地非生长季植被覆盖度的能力,并筛选出甘南州草地非生长季植被覆盖度的最优反演模型,分析其空间分布特征。结果表明:1) Landsat8 OLI数据比MODIS数据更适合于甘南地区的草地非生长季植被覆盖度的反演;2)草地非生长季植被覆盖度估测的最优指数是NDTI,其线性模型为y=1 432.074x–166.855 (R2=0.407),是草地非生长季植被覆盖度最优反演模型;3)甘南州2018年4月–5月草地植被覆盖度总体西部高、东部低,大部分地区覆盖度介于20%～50%,仅有夏河北部、合作中部以及玛曲东南部少部分区域覆盖度小于20%,玛曲西北部覆盖度大于60%。本研究结果可为甘南州季节载畜量计算提供依据。
[期刊] 草业科学
[作者]
宋清洁 崔霞 张瑶瑶 孟宝平 高金龙 向宇轩
以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆
[期刊] 海洋渔业
[作者]
宦娟 李明宝 徐宪根 曾一鸣 史兵 张勤兰
为解决中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)质量依靠人工测量时工作量大、应激反应强及测量精度不高等问题,提出了一种基于无人机图像的中华绒螯蟹质量估算方法。利用无人机拍摄中华绒螯蟹图像,通过图像处理技术提取中华绒螯蟹甲壳特征,计算甲壳面积,将甲壳面积和中华绒螯蟹质量作为参数,利用数据拟合的方法建立质量估算模型。实验结果表明,幂函数回归模型更满足中华绒螯蟹质量估算的要求,模型决定系数R~2为0.9678(P<0.01),在测试样本中的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相关系数(R)分别为14.4722、17.6186、0.9465,精度满足估算要求。基于无人机图像的中华绒螯蟹质量估算方法,可以为中华绒螯蟹的投喂、分级捕获和养殖密度调控等提供良好的指导意义。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
李昂 王洋 曹英丽 于丰华 许童羽 肖文
目前常用的水稻产量估算方法以卫星遥感估产为主,卫星遥感估产的分辨率较低、缺乏机理性、误差较大。为了能够快速灵活地获取水稻冠层信息、提高分辨率、准确地估测水稻产量,利用无人机平台搭载高清数码相机,拍摄从抽穗期到成熟期的水稻冠层影像,首先应用中值滤波算法对RGB颜色空间下水稻冠层图像进行去噪,然后针对彩色水稻图像的颜色特征,将图像由RGB颜色空间转换到L*a*b*颜色空间,运用K均值聚类算法对水稻冠层图像进行聚类分析、图像分割,提取出水稻穗、获得水稻穗数量、代入水稻产量估算公式进行估产。试验区域共有18块水稻
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨焕波 赵静 兰玉彬 鲁力群 贾鹏 李志铭
为了快速获取夏季玉米四叶期、拔节期和抽穗期的植被覆盖度信息,以无人机拍摄的夏季玉米3个时期的可见光图像为研究对象,通过计算获取可见光波段的差异植被指数、过绿指数和归一化绿蓝差异指数.利用上述3种植被指数,通过时序交点阈值法和最大熵阈值法提取玉米3个生长时期的植被覆盖度信息,将监督分类结果作为真值对上述两种方法的提取效果进行评价.结果表明,与时序交点阈值法相比,利用最大熵阈值法确定的阈值提取玉米植被覆盖度精度较高,玉米3个生长时期的可见光波段差异(VDVI)植被指数的提取误差分别为4.66%、3.42%和5.81%.
[期刊] 草业科学
[作者]
陈佼 张丽
以天山北坡乌鲁木齐县甘沟乡为研究区,利用美国SVC HR-768便携式光谱仪采集25块样方的高光谱数据,并测定对应样方中草地盖度,分析草地盖度与原始光谱、一阶微分光谱和高光谱特征变量之间的相关关系;采用回归统计的方法,基于高光谱位置变量、高光谱面积变量和高光谱植被指数变量构建草地盖度的估测模型,并进行模型精度评价。结果表明,研究区草地盖度与植被冠层光谱反射率相关性较强的波段范围为354-704、1 420-1 481和1 904-2 512nm;基于一阶微分光谱和高光谱植被指数构建的估测模型能更好地反演草
[期刊] 草业科学
[作者]
柴国奇 王静璞 邹学勇 王光镇 韩柳 王周龙
及时、准确地掌握草原光合植被覆盖度(fractional cover of photosynthetic vegetation,fPV)和非光合植被覆盖度(fractional cover of non-photosynthetic vegetation,fNPV)信息对草地资源的合理利用以及草原生态系统的监测和保护具有重要意义。本研究选取锡林郭勒典型草原为研究区,以Sentinel-2A MSI多光谱影像为数据源,基于光合植被(photosynthetic vegetation,PV)-非光合植被(non-photosynthetic vegetation,NPV)-裸土(bare soil,BS)模型,利用多端元光谱混合分析(multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)方法估算研究区的fPV、fNPV,并对感兴趣区内fPV、fNPV的时空动态变化进行分析。结果表明,对于锡林郭勒典型草原来说,PV、NPV以及BS光谱库内端元存在明显的光谱异质性特征,确定最优的端元组合是成功估算fPV和fNPV的关键;MESMA可较好地估算fPV和fNPV,fPV估算的RMSE为5.52%(R2=0.72),fNPV估算的RMSE为9.37%(R2=0.61);利用MESMA估算fPV和fNPV的季节变化符合草原植被物候发育特征,可应用于监测典型草原地区fPV和fNPV的时空动态变化。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
孙佩军 张锦水 潘耀忠 谢登峰 袁周米琪
无人机是开展野外调查的一种新型、有效的手段，能够及时、准确地获取地面调查样方信息，为作物面积遥感估算提供精准的样方数据。研究针对无人机抽样调查的样方特点，提出了适合于无人机样方的多层次事后分层指标（多层次－异质性指标、多层次－面积规模指标）。将这些指标分别用于事后分层抽样，估算冬小麦面积。并根据变异系数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ，ｃｖ）对其抽样效率进行评价。多层次指标是将多种分层指标分层结果叠加形成的，能够充分反映作物种植空间分布特征、空间异质性及种植规模，可以保证作物种植面积遥感估算的精度。以河南省冬小麦面积估算为例，在冬小麦空间分布空间范围，建立３００ｍ×３００ｍ抽样．．．
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李达岁 阮思奇 胡青青 张金智 张亚昊 佃袁勇 胡春根 刘永忠 雷宏伟 周靖靖
为快速准确地获取植株冠层氮素含量及空间分布特征，对大尺度的果园进行精准动态的管理，以宽行窄株小冠模式、宽行窄株篱壁模式和传统栽培模式3种栽培模式的120棵柑橘树为研究对象，通过测定冠层氮素含量并提取无人机遥感影像多光谱数据中的纹理指数和植被指数，运用随机森林算法（RF）建立基于植被指数、纹理指数以及融合植被指数和纹理指数的柑橘冠层氮素反演模型，并比较融合植被指数和纹理指数的支持向量机（SVM）、BP神经网络算法（BP）和RF的模型反演精度。结果显示：在随机森林算法中，融合植被指数和纹理指数比单独的植被指数或纹理指数更能准确预测柑橘冠层氮素含量；植被指数训练集R~2为0.710，测试集R~2为0.430；纹理指数训练集R~2为0.761，测试集R~2为0.349；融合植被指数和纹理指数训练集R~2为0.775，测试集R~2为0.533。融合植被指数和纹理指数在SVM算法训练集R~2为0.511，测试集R~2为0.371;BP神经网络训练集R~2为0.651，测试集R~2为0.204。用融合植被指数和纹理指数的RF模型对3种栽培模式的柑橘园进行氮素反演，得到宽行窄株小冠模式的柑橘冠层平均氮素含量最高，其次为宽行窄株篱壁模式，传统栽培模式最低，氮素含量均值分别为31.33、30.20和27.82 mg/g。结合无人机遥感与融合植被指数和纹理指数的随机森林算法能够有效预测柑橘冠层氮素含量，可为大尺度柑橘果园定量施肥提供参考。
[期刊] 草业科学
[作者]
王世颍 宋显浩 王晓丽 刘国波 曹腾飞
遥感技术已成为草业科学研究的重要手段，在植被覆盖度估算中的应用不断加强。由于遥感成像传感器的局限性和同时获取高空间和光谱分辨率图像的成本较高，导致植被观测领域的高精度估测难以从单一的遥感数据中获得。因此，需要综合源图像的关键信息，对不同分辨率的遥感图像数据进行融合，使融合后的图像具备更高的清晰度、更丰富的纹理和更详尽的光谱信息，从而提高植被覆盖度提取的精度。本研究以高分一号采集的全色、多光谱遥感图像为研究对象，对其进行了辐射定标、大气校正、正射校正、图像配准和裁剪一系列预处理，并使用PCA、IHS等7种基于分量替换的方法，Wavelet等5种基于多分辨率分析的方法，PNN和PanNet两种基于深度学习的方法进行了全色与多光谱遥感图像融合，并做了对比研究分析。进一步，针对最优融合算法PanNet提出了改进思路并加以验证，结果表明改进后的PanNet算法的各项指标均优于改进前的PanNet算法。最后将融合图像运用于植被覆盖度估算，证明了改进后PanNet遥感图像融合算法在植被覆盖度估算上的优越性。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李晓鹏 胡鹏程 徐照丽 晋艳 杨宇虹 郑邦友 段涛 郭焱
利用低空无人机获取农田信息,具有实时以及灵活性高、成本低等优势。为快速、精确监测大田规模化种植作物的生长发育状况,以四旋翼无人机为平台,结合数字图像技术,建立快速获取大田烟株中前期图像的方法。结果表明,在天空辐射条件较稳定的条件下,采用较低的飞行高度(如20m)航拍获取田块图像,能够得到清晰的拼接图像和三维重建效果;采用基于决策树的植被分割算法将烟草和非植被部分分割后,得到较高精度的大田植株图像。在此基础上进行大田烟草缺苗数估测,所估算的缺苗数与实测值吻合较好。
[期刊] 草业科学
[作者]
辛玉春 赵新来 李宏达 王九峦 马文文 王迎旭
植被覆盖度是草原生态监测和研究中极其重要的指标。本研究采用无人值守定位观测站获取样方图像数据集，比较选取多种提取算法，旨在解决定位连续观测中，不同样方的大量图像数据集如何自动化提取植被覆盖度指标的难题。本文使用绿度指数法、RF（随机森林）、SVM（支持向量机）和BP（反向传播）神经网络不同图像分割方法提取不同草地类型的覆盖度，并讨论绿度指数之类的阈值分割方法与机器学习方法的优劣、3种机器学习算法产生不同分类效果的原因以及覆盖度数值产生误差的主要原因。结果表明，机器学习算法可灵活解决定位观测站样方图像集的快速自动化提取植被覆盖度问题。绿度指数阈值分割方法应用于植被覆盖度的分割效果较差；RF算法在高寒草原的分割精度较高，SVM在温性草原和温性荒漠草原中分割效果较高，BP神经网络在高寒草甸的覆盖度提取中更有优势。本研究可为新时代草原生态监测的信息化和智能化监测设备研发提供重要的参考依据。
[期刊] 草业科学
[作者]
张忠雪 冯琦胜 王瑞泾 金哲人 梁天刚
目前中分辨率成像光谱仪(MODIS)传感器处于超期服役阶段,可见光红外成像辐射仪(VIIRS)传感器是MODIS传感器的继承和发展。本研究以甘南地区为例,选用MODIS的4种植被数据产品和VIIRS的两种植被数据产品提供的增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI),对比分析了MODIS与VIIRS在草地地上生物量估测方面的差异。主要结论如下:1)与VIIRS相比较,基于MODIS的甘南地区草地地上生物量反演模型的精度更高,MODIS MOD13A1产品更适合甘南地区草地地上生物量的估算。2)甘南地区草地地上生物量较大的区域(> 3 000 kg·hm-2)主要分布于玛曲县、碌曲县和合作市,草地地上生物量较小的区域(<1 500 kg·hm-2)主要分布于夏河县和迭部县。西部地区的草地地上生物量较高,东部地区的非草地区域比较多,且生物量较低。3)生物量增加幅度较大的区域主要分布于夏河县北部、玛曲县西北部以及碌曲县中部,生物量减少幅度较大的区域主要分布于玛曲县东南部和碌曲县南部。
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