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基于Sentinel-2影像与PROSAIL模型参数标定的玉米冠层LAI反演
被引量：
8
1
作者
苏伟
邬
佳
昱
+4 位作者
王新盛
谢茈萱
张颖
陶万成
金添
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1891-1897,共7页
叶面积指数(LAI)与植被光合作用、蒸腾作用、生物量的形成等有密切联系,是玉米长势监测、灾害胁迫监测、产量预测等重要参数之一,也是辐射传输模型、作物生长模型等机理模型的一个重要参数。Sentinel-2卫星是“全球环境与安全监测”计...
叶面积指数(LAI)与植被光合作用、蒸腾作用、生物量的形成等有密切联系,是玉米长势监测、灾害胁迫监测、产量预测等重要参数之一,也是辐射传输模型、作物生长模型等机理模型的一个重要参数。Sentinel-2卫星是“全球环境与安全监测”计划的第二颗卫星,具有较高的时空分辨率,且具有红边波段,其可见光和近红外波段的分辨率为10m,是农业遥感应用的理想数据源。PROSAIL辐射传输模型是遥感反演玉米冠层LAI的有效途径,然而在反演中存在输入参数不确定性大、调参困难、病态反演、速度慢等问题。模型的参数标定能够获取观测反射率及不确定性范围内的参数取值,提供丰富准确的参数信息,降低模型反演过程中的偏差。为探索参数标定在玉米冠层LAI反演中的应用,研究以Sentinel-2A卫星影像为数据源,使用马尔可夫链蒙特卡洛方法(MCMC)对PROSAIL模型进行参数标定,通过加入5%的观测光谱不确定性,获取各参数在不确定性范围内的后验取值概率分布,以优化反演过程中的参数设置,提高LAI反演精度。研究结果表明:(1)PROSAIL模型对可见光和近红外波段较为敏感的输入参数有LAI、叶片叶绿素含量及结构系数,将此三个参数作为查找表反演中的可变参数能够有效地进行LAI的反演,反演精度的决定系数达0.7以上。(2)MCMC方法能够对PROSAIL模型进行参数标定,获取研究区内玉米各参数取值分布信息,参数后验分布与实际情况接近,表明利用MCMC方法进行参数标定可行有效。(3)通过参数标定可以有效提高LAI的反演精度,在降低反演偏差和异常值方面尤为明显,参数标定优化后的反演平均偏差由原先的20%降低至8%,同时估算精度由76%提高至90%。研究结果表明:利用MCMC进行PROSAIL模型参数标定,能够提高PROSAIL模型的LAI反演精度,降低反演偏差,为利用PROSAIL辐射传输模型提高作物冠层参数反
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关键词
Sentinel-2卫星
PROSAIL辐射传输模型
参数标定
LAI反演
敏感性分析
下载PDF
职称材料
基于无人机影像的小麦植株密度估算方法研究
被引量：
5
2
作者
王伟
王新盛
+3 位作者
姚婵
金添
邬
佳
昱
苏伟
《国土资源遥感》
CSCD
北大核心
2020年第4期111-119,共9页
小麦是密植型作物,每亩地的播种量近20 kg,冬小麦植株密度的高低会直接影响最终产量,因此,实时监测小麦植株密度是保证小麦产量的重要途径。目前,获取小麦植株密度的主要方式是以人工测量为主,费时、费力。本文利用大疆悟2无人机(unmann...
小麦是密植型作物,每亩地的播种量近20 kg,冬小麦植株密度的高低会直接影响最终产量,因此,实时监测小麦植株密度是保证小麦产量的重要途径。目前,获取小麦植株密度的主要方式是以人工测量为主,费时、费力。本文利用大疆悟2无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)搭载禅思X4S相机,分架次获取小麦种植区的高分辨率可见光影像,基于无人机影像提取小麦覆盖度,并建立小麦覆盖度与植株密度之间的关系,从而实现基于UAV影像的小麦植株密度的快速获取。实验表明:①利用改进的HSI颜色模型提取小麦覆盖度比传统目视估测、人工计数等分类方法提高了提取精度及效率,克服了不同架次无人机影像的光照条件差异以及阴影的影响;②苗期、越冬期和返青期小麦覆盖度与植株密度之间都具有较高的相关性,其中,基于无人机影像提取的覆盖度与小麦植株密度的相关系数R2在3个生育期分别为0.7379,0.8981和0.8976。利用牛腾雨村样本对关系模型的验证结果显示,基于所建立的关系模型的反演结果与实测值之间也具有较好的相关性,R2达到了0.9198。
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关键词
小麦
无人机影像
覆盖度
植株密度
HSI颜色模型
HOUGH变换
下载PDF
职称材料
题名
基于Sentinel-2影像与PROSAIL模型参数标定的玉米冠层LAI反演
被引量：
8
1
作者
苏伟
邬
佳
昱
王新盛
谢茈萱
张颖
陶万成
金添
机构
中国农业大学土地科学与技术学院
农业部农业灾害遥感重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1891-1897,共7页
基金
国家“十三五”重点研发计划项目(2017YFD0300903)
国家自然科学基金项目(41671433)
中国农业大学2115人才工程项目资助。
文摘
叶面积指数(LAI)与植被光合作用、蒸腾作用、生物量的形成等有密切联系,是玉米长势监测、灾害胁迫监测、产量预测等重要参数之一,也是辐射传输模型、作物生长模型等机理模型的一个重要参数。Sentinel-2卫星是“全球环境与安全监测”计划的第二颗卫星,具有较高的时空分辨率,且具有红边波段,其可见光和近红外波段的分辨率为10m,是农业遥感应用的理想数据源。PROSAIL辐射传输模型是遥感反演玉米冠层LAI的有效途径,然而在反演中存在输入参数不确定性大、调参困难、病态反演、速度慢等问题。模型的参数标定能够获取观测反射率及不确定性范围内的参数取值,提供丰富准确的参数信息,降低模型反演过程中的偏差。为探索参数标定在玉米冠层LAI反演中的应用,研究以Sentinel-2A卫星影像为数据源,使用马尔可夫链蒙特卡洛方法(MCMC)对PROSAIL模型进行参数标定,通过加入5%的观测光谱不确定性,获取各参数在不确定性范围内的后验取值概率分布,以优化反演过程中的参数设置,提高LAI反演精度。研究结果表明:(1)PROSAIL模型对可见光和近红外波段较为敏感的输入参数有LAI、叶片叶绿素含量及结构系数,将此三个参数作为查找表反演中的可变参数能够有效地进行LAI的反演,反演精度的决定系数达0.7以上。(2)MCMC方法能够对PROSAIL模型进行参数标定,获取研究区内玉米各参数取值分布信息,参数后验分布与实际情况接近,表明利用MCMC方法进行参数标定可行有效。(3)通过参数标定可以有效提高LAI的反演精度,在降低反演偏差和异常值方面尤为明显,参数标定优化后的反演平均偏差由原先的20%降低至8%,同时估算精度由76%提高至90%。研究结果表明:利用MCMC进行PROSAIL模型参数标定,能够提高PROSAIL模型的LAI反演精度,降低反演偏差,为利用PROSAIL辐射传输模型提高作物冠层参数反
关键词
Sentinel-2卫星
PROSAIL辐射传输模型
参数标定
LAI反演
敏感性分析
Keywords
Sentinel-2
PROSAIL radiative transfer model
Parameter calibration
LAI retrieval
Sensitivity analysis
分类号
TP79 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于无人机影像的小麦植株密度估算方法研究
被引量：
5
2
作者
王伟
王新盛
姚婵
金添
邬
佳
昱
苏伟
机构
中国农业大学土地科学与技术学院
农业农村部农业灾害遥感重点实验室
出处
《国土资源遥感》
CSCD
北大核心
2020年第4期111-119,共9页
基金
国家自然科学基金项目“联合时序遥感影像和地基激光雷达的玉米生长过程监测方法研究”(编号:41671433)
国家重点研发计划项目“粮食丰产增效科技创新”(编号:2017YFD0300903)共同资助。
文摘
小麦是密植型作物,每亩地的播种量近20 kg,冬小麦植株密度的高低会直接影响最终产量,因此,实时监测小麦植株密度是保证小麦产量的重要途径。目前,获取小麦植株密度的主要方式是以人工测量为主,费时、费力。本文利用大疆悟2无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)搭载禅思X4S相机,分架次获取小麦种植区的高分辨率可见光影像,基于无人机影像提取小麦覆盖度,并建立小麦覆盖度与植株密度之间的关系,从而实现基于UAV影像的小麦植株密度的快速获取。实验表明:①利用改进的HSI颜色模型提取小麦覆盖度比传统目视估测、人工计数等分类方法提高了提取精度及效率,克服了不同架次无人机影像的光照条件差异以及阴影的影响;②苗期、越冬期和返青期小麦覆盖度与植株密度之间都具有较高的相关性,其中,基于无人机影像提取的覆盖度与小麦植株密度的相关系数R2在3个生育期分别为0.7379,0.8981和0.8976。利用牛腾雨村样本对关系模型的验证结果显示,基于所建立的关系模型的反演结果与实测值之间也具有较好的相关性,R2达到了0.9198。
关键词
小麦
无人机影像
覆盖度
植株密度
HSI颜色模型
HOUGH变换
Keywords
wheat
UAV image
vegetation cover
planting density
HSI color model
Hough transform
分类号
TP79 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Sentinel-2影像与PROSAIL模型参数标定的玉米冠层LAI反演
苏伟
邬
佳
昱
王新盛
谢茈萱
张颖
陶万成
金添
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
8
下载PDF
职称材料
2
基于无人机影像的小麦植株密度估算方法研究
王伟
王新盛
姚婵
金添
邬
佳
昱
苏伟
《国土资源遥感》
CSCD
北大核心
2020
5
下载PDF
职称材料
已选择
0
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引证文献
统计分析
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