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干旱地区农业研究 2023年第4期41卷 247-256页

作者：符欣彤常庆瑞张佑铭张子娟郑智康李铠西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002

叶绿素含量能有效表征植物光合作用强度,是反映植物生长状况的重要参量之一。以秦岭北麓壮果期猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其叶绿素含量和光谱反射率,通过分析380~1000 nm范围内高光谱参数与叶绿素含量的相关性,筛选出估测模型的输... 详细信息

叶绿素含量能有效表征植物光合作用强度,是反映植物生长状况的重要参量之一。以秦岭北麓壮果期猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其叶绿素含量和光谱反射率,通过分析380~1000 nm范围内高光谱参数与叶绿素含量的相关性,筛选出估测模型的输入特征,选择随机森林、极限梯度提升树、K-近邻、LightGBM算法和岭回归作为基模型,线性回归作为元模型,建立基于Stacking集成学习的猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型,并通过网格搜索和交叉验证提高模型泛化能力,将Stacking模型与多个单一模型进行比较。结果表明:(1)不同叶绿素含量的猕猴桃叶片高光谱反射率变化趋势基本一致,在380~1000 nm范围内呈现“一峰两谷一平台”的特点;(2)各高光谱参数与猕猴桃叶片叶绿素含量相关性较好,优化光谱指数和传统光谱指数中与叶绿素含量相关性最高的分别是比值光谱指数(RSI′_(581,438),r=0.947)和红边位置(r=0.914);(3)与多个单一模型相比,Stacking集成模型的估算精度最高(R^(2)=0.807,MAE=0.334,RMSE=0.136),同时,其相对预测偏差(RPD=7.443)明显高于其他模型,具有极好的预测能力。本研究为快速、无损、精确地获取猕猴桃叶片叶绿素含量提供了新思路。

关键词：猕猴桃叶绿素含量高光谱 Stacking集成学习

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基于无人机高光谱分数阶微分玉米SPAD值估算

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东北农业大学学报 2023年第2期54卷 66-74页

作者：郑智康常庆瑞姜时雨符欣彤李铠张子娟莫海洋西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

以夏玉米为研究对象,基于无人机高光谱数据和野外玉米冠层叶片实测SPAD值,以0.2阶为步长,计算光谱0~2阶分数阶微分,分析其与玉米冠层实测SPAD值之间相关性,筛选相关系数绝对值前10波段为特征波段组合,构建并比较玉米冠层叶片SPAD值的支... 详细信息

以夏玉米为研究对象,基于无人机高光谱数据和野外玉米冠层叶片实测SPAD值,以0.2阶为步长,计算光谱0~2阶分数阶微分,分析其与玉米冠层实测SPAD值之间相关性,筛选相关系数绝对值前10波段为特征波段组合,构建并比较玉米冠层叶片SPAD值的支持向量回归模型(SVR)、反向传播神经网络模型(BPNN)和麻雀优化算法随机森林模型(SSA-RFR)。结果表明,经分数阶微分变换可显著提高与SPAD值相关性,其中以0.6阶698 nm处相关系数绝对值最大;基于分数阶微分模型整体精度高于整数阶模型,其中基于分数阶微分的SSARFR模型精度最高,R2为0.706,较整数阶提高32.46%,RMSE和MRE分别为2.444和3.579%,较整数阶降低13.46%和12.95%。

关键词：玉米无人机高光谱 SPAD 分数阶微分麻雀优化算法随机森林

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基于变换光谱与光谱指数的夏玉米叶片含水率高光谱估算

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江苏农业学报 2023年第9期39卷 1883-1890页

作者：郑智康常庆瑞符欣彤张子娟李铠姜时雨宋子怡西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

为实现陕西关中地区夏玉米叶片含水率遥感估算,本研究通过夏玉米叶片高光谱反射率和含水率的测定,利用原始光谱及转换光谱,构建任意两波段的光谱指数,分析光谱指数与叶片含水率之间的关系,构建玉米叶片含水率估算的单因素回归模型和基... 详细信息

为实现陕西关中地区夏玉米叶片含水率遥感估算,本研究通过夏玉米叶片高光谱反射率和含水率的测定,利用原始光谱及转换光谱,构建任意两波段的光谱指数,分析光谱指数与叶片含水率之间的关系,构建玉米叶片含水率估算的单因素回归模型和基于支持向量回归算法(SVR)、反向传播神经网络回归算法(BPNN)和麻雀搜索随机森林回归算法(SSA-RFR)的多因素模型,并根据模型精度筛选玉米叶片含水率估算的优化模型。结果表明,随叶片含水率的增加,短波红外波段的光谱反射率降低,最优光谱指数的构成波段主要位于短波红外波段,其中基于一阶导数光谱的比值光谱指数(R_(1563)/R_(1406))和归一化光谱指数[(R_(1563)-R_(1406))/(R_(1563)+R_(1406))]与叶片含水率相关性最佳,其相关系数绝对值均达0.83;多因素回归模型的模拟效果优于单因素回归模型,基于麻雀搜索随机森林回归模型的精度最高,验证集决定系数(R^(2))为0.78,均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)分别为1.14%和1.09%。本研究通过分析玉米叶片含水率与高光谱反射率之间的关系,建立遥感估算模型,为关中地区夏玉米生产水分管理提供依据。

关键词：夏玉米叶片含水率高光谱光谱指数

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基于ATP的微地形三维建模方法研究

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测绘地理信息 2019年第5期44卷 48-51页

作者：刘笑寒张青峰周小龙常琳山符欣彤刘静西北农林科技大学资源环境学院

基于人工倾斜摄影测量(artificial tilt photogrammetry,ATP)的方法,通过设置两种拍摄路径、3种拍摄高度、3种分辨率相机的组合,测量并建立微地形地表三维模型,并对其进行精度评价。结果表明,所有三维模型总体平面误差为±8.98 mm,高程... 详细信息

基于人工倾斜摄影测量(artificial tilt photogrammetry,ATP)的方法,通过设置两种拍摄路径、3种拍摄高度、3种分辨率相机的组合,测量并建立微地形地表三维模型,并对其进行精度评价。结果表明,所有三维模型总体平面误差为±8.98 mm,高程误差为±7.79 mm;较'○'形路径、1.0 m和1.5 m测量高度、1 230万和610万像素相机的测量方法而言,'■'形路径、0.5 m测量高度、2 430万像素相机所生成的三维模型平面误差为±4.01 mm,高程误差为±1.81 mm,能够更加精确地表达地表的细节特征,为定量化研究微地形侵蚀地表界面过程提供较高精度的数据支持和三维建模方法参考。

关键词：摄影测量与遥感三维建模人工摄影测量微地形

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