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苹果树叶片叶绿素含量高光谱估测模型研究

光谱学与光谱分析 2012年第5期32卷 1367-1370页

作者：梁爽赵庚星朱西存山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018

叶片叶绿素含量是评估果树长势和产量的重要参数,实现快速、无损、精确的叶绿素含量估测具有重要意义。本研究以山东农业大学苹果园为试验区,采用高光谱分析技术探索苹果树叶片叶绿素含量的估测方法。通过分析叶片高光谱曲线特征,对原... 详细信息

叶片叶绿素含量是评估果树长势和产量的重要参数,实现快速、无损、精确的叶绿素含量估测具有重要意义。本研究以山东农业大学苹果园为试验区,采用高光谱分析技术探索苹果树叶片叶绿素含量的估测方法。通过分析叶片高光谱曲线特征,对原始光谱分别进行一阶微分、红边位置以及叶面叶绿素指数(LCI)变换,分别将其与叶绿素含量进行相关分析及回归分析,建立叶绿素含量估测模型并进行检验,从中筛选出精度最高的模型。结果显示,以LCI为变量的估测模型以及以一阶微分521和523nm组合为变量的估测模型拟合精度最高,决定系数R2分别为0.845和0.839,均方根误差RMSE分别为2.961和2.719,相对误差RE%分别为4.71%和4.70%。因此LCI及一阶微分是估测苹果树叶片叶绿素含量的重要指标。该模型对指导苹果树栽培生产具有积极意义。

关键词：苹果树叶片叶绿素高光谱估测模型

黄河口生态脆弱区土地利用时空变化及驱动因素分析

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农业工程学报 2012年第24期28卷 226-234,J0070页

作者：常春艳赵庚星王凌朱西存李涛山东农业大学资源与环境学院土肥资源高效利用国家工程实验室泰安271018 山东省土壤肥料总站济南250100

黄河三角洲是典型的生态环境脆弱区,在人类活动及自然环境相互作用下土地利用变化剧烈,是研究土地利用变化的热点地区。该文以黄河口垦利县为研究区,选用1989年、1995年、2000年、2005年及2011年5个时相的遥感影像,获取各时相土地利用信... 详细信息

黄河三角洲是典型的生态环境脆弱区,在人类活动及自然环境相互作用下土地利用变化剧烈,是研究土地利用变化的热点地区。该文以黄河口垦利县为研究区,选用1989年、1995年、2000年、2005年及2011年5个时相的遥感影像,获取各时相土地利用信息,利用土地利用变化相关模型,分析了研究区20余年来土地利用的时空变化特点,并对其驱动因素进行了探讨。结果表明:研究区土地利用变化的主要特征是旱地、林草地面积减少和建设用地、水域、盐荒地、滩涂面积的大幅增加。2000年之前总体土地利用变化程度高于后期,单一土地利用动态度,河流水面、水域及建设用地表现较明显。研究时段内旱地、盐荒地、水田、建设用地重心均向西南方向迁移,林草地、河流水面、滩涂重心则向东北方向迁移,水域重心转向西南,但整体地域分布特点变化不大。蒸降比大、偏砂质地土壤、地下水埋深浅且矿化度高、黄河断流等气候水文因素是该区土地利用覆盖变化的主导自然驱动,人类不合理的农业开发活动是主要人为驱动。该研究为黄河口生态脆弱区资源环境的利用保护和社会经济的可持续发展提供依据。

关键词：土地利用遥感地理信息系统动态变化驱动因素垦利县

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局地不同土地覆被类型对气候要素的影响研究

局地不同土地覆被类型对气候要素的影响研究

作者：朱西存山东农业大学

学位级别：硕士

土地覆被类型主要取决于地球表面的植被覆被状况,它是土地利用的结果和外在形态表现,在不同时间和空间上表现出来的属性和变化趋势,可以反映一个地区的生态环境状况。不同的土地覆被类型影响到地球表面的热量和水分的分配,从而影响气候... 详细信息

土地覆被类型主要取决于地球表面的植被覆被状况,它是土地利用的结果和外在形态表现,在不同时间和空间上表现出来的属性和变化趋势,可以反映一个地区的生态环境状况。不同的土地覆被类型影响到地球表面的热量和水分的分配,从而影响气候要素发生变化。而气候要素是影响人们的生产、生活最为密切的生态环境要素之一,因此不同土地覆被类型对气候要素的影响研究具有十分重要的理论和现实意义。本文采用实地观测的方法,运用对比观测的原则,从2004 年的1 月至12 月,在不同天气(典型的晴天与阴天)、不同季节(春季、夏季、秋季和冬季)对不同土地覆被类型:林地、草地、裸地的气温、空气相对湿度、光照强度、风速等气候要素进行了测定;同时测定了地温、土壤含水量。利用定性分析、方差分析和相关分析方法,逐一分析了不同土地覆被类型对气候要素的影响。结果表明:1、在相同天气条件下,林地、草地150cm 高气温的最高值均出现在14:00,而裸地150cm 高气温的最高值出现在13:00;在观测时段内,林地的气温日变化幅度最小,裸地的气温日变化幅度最大。对林地、草地、裸地0cm 地温与150cm 高气温进行相关分析,相关关系均显著。2、在不同天气:晴天和阴天,对林地、草地0cm 地温和150cm 高气温分别作差异显著性检验(t-检测),检验结果均显著。晴天时,林地、草地、裸地150cm 高气温日较差大小是裸地〉草地〉林地,而阴天时,林地、草地、裸地150cm 高气温日较差大小是草地〉裸地>林地;无论晴天还是阴天,林地150cm 高气温日较差均最小。3、郁闭度不同的林地,气温日变化是低郁闭度(40%)林地随高度的升高,气温逐渐上升;白昼,上层温度最高,近地面层较高,中层较低;高郁闭度(70%)林地随高度的升高,气温逐渐增大,且规律稳定、明显。对郁闭度不同林地的地温和气温日变化进行相关分析,相关关系均显著。草越高,覆被度越大,相同层次草地地温的最高值越小,昼温差也越小;同一高度上的气温最高值出现的时间越向后推迟。对不同高度草地的0cm

关键词：土地覆被类型气候要素实地观测气温空气湿度风速

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苹果花期的冠层高光谱特征研究

光谱学与光谱分析 2009年第10期29卷 2708-2712页

作者：朱西存赵庚星雷彤李希灿陈志强山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 山东农业大学信息科学与工程学院山东泰安271018

系统分析苹果花期冠层高光谱特征,探明其敏感光谱波段,为大面积苹果树信息提取与营养状况的遥感反演等提供理论依据。利用ASDFieldSpec3便携式地物光谱仪实测的120个苹果花期的冠层高光谱数据,在分析了不同累计样本容量对花期冠层高光... 详细信息

系统分析苹果花期冠层高光谱特征,探明其敏感光谱波段,为大面积苹果树信息提取与营养状况的遥感反演等提供理论依据。利用ASDFieldSpec3便携式地物光谱仪实测的120个苹果花期的冠层高光谱数据,在分析了不同累计样本容量对花期冠层高光谱特征影响的基础上,采用方差分析的方法,明确了苹果花期的冠层高光谱特征及反映花期冠层高光谱的敏感波段。结果表明,随着累计样本容量的增加,苹果花期的高光谱曲线趋于稳定、平滑。在550nm绿峰处和760～1300nm的反射高原区,反射率随着花量的增多而减小,在670nm的红谷处,反射率随着花量的增多而增大;在350～400nm,400～500nm,600～680nm,760～1300nm波段的方差分析结果极显著,是反映花期冠层光谱的敏感波段;随着花量的增多,红边位置、红边斜率和红边面积有逐渐减小的趋势。

关键词：苹果花期高光谱冠层红边

苹果盛果期冠层高光谱与其组分特征的定量模型研究

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光谱学与光谱分析 2010年第10期30卷 2719-2723页

作者：王凌赵庚星朱西存雷彤董芳山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 济南大学城市发展学院山东济南250022

从分析苹果树盛果期冠层高光谱入手,结合同一时间的数码照片,在Erdas,ViewSpec Pro,DPS和LIBSVM等软件的支持下,采用相关分析、线性回归、逐步回归、基于BP人工神经网络分析、支持向量机回归方法,探析高光谱反射率及其转换数据与冠层组... 详细信息

从分析苹果树盛果期冠层高光谱入手,结合同一时间的数码照片,在Erdas,ViewSpec Pro,DPS和LIBSVM等软件的支持下,采用相关分析、线性回归、逐步回归、基于BP人工神经网络分析、支持向量机回归方法,探析高光谱反射率及其转换数据与冠层组分指数间的关系。结果表明,冠层反射率受地表反光膜的影响显著;原始反射率与果叶比的相关性最好,611~680 nm为反映两者关系的特征波段;在特征波段内,依据原始反射率和果叶比所建立的4种模型都可满足预测需要,但基于BP人工神经网络模型和支持向量机回归模型整体上优于一元线性回归模型和多元线性回归模型,尤以支持向量机回归模型精度最高。研究结果可为后续的苹果遥感估产工作提供理论支持。

关键词：苹果盛果期高光谱冠层组分相关分析定量模型

基于实测光谱混合像元分解的苹果园地遥感提取技术

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应用生态学报 2012年第12期23卷 3361-3368页

作者：董芳赵庚星王凌朱西存常春艳山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 济南大学资源与环境学院济南250022

以山东省栖霞市为研究区,对苹果花期的TM影像进行混合像元分解,提取苹果园地信息.基于实测地物光谱端元,利用小波变换对线性分解模型进行改进,采用实测端元改进后线性分解模型、实测端元线性分解模型、TM影像端元线性分解模型分别提取... 详细信息

以山东省栖霞市为研究区,对苹果花期的TM影像进行混合像元分解,提取苹果园地信息.基于实测地物光谱端元,利用小波变换对线性分解模型进行改进,采用实测端元改进后线性分解模型、实测端元线性分解模型、TM影像端元线性分解模型分别提取研究区苹果园地信息,并以ALOS数据进行精度评价.结果表明:经过精确的大气及地形校正后,可以利用实测光谱端元进行混合像元分解,面积精度>97%,对丰度图像的归一化植被指数(NDVI)值与ALOS数据的平均NDVI值进行回归分析,R2>0.8;利用小波变换对线性分解模型进行改进,可在一定程度上提高分解精度.

关键词：实测光谱小波变换混合像元分解苹果园地

原子荧光光谱法对果园土壤中砷和汞空间分布特征的研究

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 538-541页

作者：赵西梅吕春艳刘庆朱西存滨州学院/山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603 山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 中国土地勘测规划院国土资源部土地利用重点实验室北京100035 青岛农业大学资源与环境学院山东青岛266109

利用王水消解-双道原子荧光光谱法测定了山东省苹果主产区栖霞市果园土壤中的 As和 Hg含量，验证了检测方法的检出限、准确度与精密度，分析了栖霞市果园土壤中重金属As和 Hg的空间分布特征，并对栖霞市果园土壤中As和Hg的污染状况进行... 详细信息

利用王水消解-双道原子荧光光谱法测定了山东省苹果主产区栖霞市果园土壤中的 As和 Hg含量，验证了检测方法的检出限、准确度与精密度，分析了栖霞市果园土壤中重金属As和 Hg的空间分布特征，并对栖霞市果园土壤中As和Hg的污染状况进行评价。结果表明：栖霞市果园土壤中As的含量范围为2.79～20.93 mg ＆#183; kg -1，平均值为10.59 mg ＆#183; kg -1，而Hg的含量范围为0.01～0.79 mg ＆#183; kg -1，平均值为0.12 mg ＆#183; kg -1。As元素在土壤中变异较小，而 Hg元素在土壤中变异较大。频数分布图显示，土壤中 As元素含量基本符合正态分布，含量大多在7～15 mg ＆#183; kg -1之间，土壤中Hg元素含量不符合正态分布，含量大多在0.03～0.21 mg ＆#183; kg -1之间。土壤As和 Hg含量与土壤各养分指标之间的相关性均不显著，且土壤中As和Hg两种元素之间亦无显著的相关关系。以国家绿色食品产地环境质量标准为评价依据，栖霞市果园土壤A s含量处于无污染的清洁水平，而土壤 H g的污染指数大于1的样点占总数的4.76％，需要引起管理者的注意。

关键词：果园土壤空间分布污染评价原子荧光光谱

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滨海光谱混淆区面向对象的土地利用遥感分类

农业工程学报 2012年第5期28卷 226-231,I0006页

作者：常春艳赵庚星王凌朱西存高泽山东农业大学资源与环境学院泰安271018

滨海光谱混淆区土地利用/覆盖信息获取是遥感信息提取的难点之一,该研究选择黄河三角洲垦利县为研究区,采用2007年3月11日陆地卫星TM遥感影像数据,利用面向对象的土地利用遥感分类技术,通过影像分割和采用支持向量机分类方法对研究区土... 详细信息

滨海光谱混淆区土地利用/覆盖信息获取是遥感信息提取的难点之一,该研究选择黄河三角洲垦利县为研究区,采用2007年3月11日陆地卫星TM遥感影像数据,利用面向对象的土地利用遥感分类技术,通过影像分割和采用支持向量机分类方法对研究区土地利用/覆盖信息进行提取,并将分类结果与传统的基于像元的分类方法进行对比分析。结果表明:面向对象支持向量机的分类精度达到84.83%,比基于像元的最大似然法和波谱角法分别提高了5.94%和19.53%,且有效避免了椒盐现象。说明面向对象的图像分类方法明显提高了遥感影像的分类精度和分类效率,为滨海光谱混淆区土地利用信息的快速、准确提取提供了有效技术手段。

关键词：遥感光谱分析影像分割影像融合支持向量机面向对象

6S辐射校正与像元分解结合提高苹果树花期冠层反射率反演精度

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农业工程学报 2012年第9期28卷 96-102页

作者：王凌赵庚星朱西存董芳王瑞燕山东农业大学资源与环境学院泰安271018 济南大学城市发展学院济南250022

为了获取近似真实的苹果树冠层反射率,该文以山东省栖霞市为研究区,应用DEM数据和6S辐射传输模型,对苹果树花期TM影像进行辐射校正、混合像元分解,获取26个果园苹果树冠层反演反射率,将反演结果与相同时段地面实测冠层反射率以及表观反... 详细信息

为了获取近似真实的苹果树冠层反射率,该文以山东省栖霞市为研究区,应用DEM数据和6S辐射传输模型,对苹果树花期TM影像进行辐射校正、混合像元分解,获取26个果园苹果树冠层反演反射率,将反演结果与相同时段地面实测冠层反射率以及表观反射率、表观—像元分解反射率进行比较,分析了反演效果及精度。结果表明,地表反演反射率有效减弱了地形和大气的影响,恢复了阴影处的地物,影像清晰度明显提高;苹果树冠层反演反射率样本平均值误差较表观、表观—像元分解、地表反演3类反射率小,与实测值的相关系数提高,而且样本间变化趋势与实测值基本一致。此反演方法具有一定可行性,对于苹果树冠层反射率和苹果园管理基础数据获取与应用具有积极意义,也可为其他农业遥感反演研究及应用提供借鉴。

关键词：遥感反射率像元辐射校正混合像元分解 TM影像 6S模型苹果树花期冠层