用神经网络和高光谱植被指数估算小麦生物量 被引量：41

1

作者 王大成 王纪华 +5 位作者 靳宁 王芊 李存军 黄敬峰 王渊 黄芳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期196-201,共6页

准确的估算作物生物量,能够为国家和地方政府的粮食经济宏观调控决策提供科学依据。利用高光谱植被指数,系统的比较了人工神经网络方法和传统回归模型估算的小麦生物量。结果表明,基于BP神经网络的方法相对于对数回归模型,显著地提高了... 准确的估算作物生物量,能够为国家和地方政府的粮食经济宏观调控决策提供科学依据。利用高光谱植被指数,系统的比较了人工神经网络方法和传统回归模型估算的小麦生物量。结果表明,基于BP神经网络的方法相对于对数回归模型,显著地提高了小麦的生物量诊断的准确性,均方根误差(RMSE)相对减小,决定系数(R2)和T值相对增大,特别是对于比值植被指数(RVI),T值提高的幅度比较大,达99.8%。说明人工神经网络对作物小麦的生物量高光谱遥感诊断是一种实时高效的方法。 展开更多

关键词 小麦 高光谱 植被指数 人工神经网络 对数回归

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棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关分析 被引量：12

2

作者 王登伟 黄春燕 +2 位作者 马勤建 赵鹏举 郑学勤 《中国农学通报》 CSCD 2008年第3期426-429,共4页

通过测试棉花关键生育阶段350-2500nm波段的冠层高光谱数据,用近红外波段760-850nm及红光波段650-670nm的2个范围内的波段,组成了高光谱归一化植被指数（NDVI）及800和670nm2个波段组成修改型二次土壤调节植被指数（MSAVI2）,分别与棉... 通过测试棉花关键生育阶段350-2500nm波段的冠层高光谱数据,用近红外波段760-850nm及红光波段650-670nm的2个范围内的波段,组成了高光谱归一化植被指数（NDVI）及800和670nm2个波段组成修改型二次土壤调节植被指数（MSAVI2）,分别与棉花叶面积指数（LAI）和地上鲜生物量进行相关分析,结果表明,棉花NDVI和MSAVI2与LAI和地上鲜生物量两个参数均以幂指数相关关系为最佳（RNDVI-LAI=0.7346＊＊,RMSAVI2-LAI=0.7436＊＊,n=81;RNDVI-鲜生物量=0.7426＊＊,RMSAVI2-鲜生物量=0.7934＊＊,n=59）,MSAVI2与LAI和地上鲜生物量的相关性均高于NDVI与LAI和地上鲜生物量的相关性,说明MSAVI2较NDVI更好的消除土壤背景等对反射光谱造成的影响,较精确的提取反映棉花生长状况的叶面积指数和生物量信息。 展开更多

关键词 棉花 高光谱植被指数 叶面积指数 生物量 相关分析

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翅碱蓬高光谱植被指数对土壤化学性质的响应 被引量：11

3

作者 刘庆生 张敏 +3 位作者 宁吉才 刘高焕 傅新 黄翀 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2011年第3期86-89,104,共5页

植被覆盖区土壤化学性质遥感监测一直是一个难点,往往只能通过生物地球化学的方法,利用上覆植被信息间接地反映。该研究通过野外采样分析的17个翅碱蓬(Suaeda salsa)光谱数据和其下土壤样品的理化分析配对数据,探讨土壤化学性质与翅碱... 植被覆盖区土壤化学性质遥感监测一直是一个难点,往往只能通过生物地球化学的方法,利用上覆植被信息间接地反映。该研究通过野外采样分析的17个翅碱蓬(Suaeda salsa)光谱数据和其下土壤样品的理化分析配对数据,探讨土壤化学性质与翅碱蓬高光谱植被指数间的关系。结果表明:上覆翅碱蓬高光谱植被指数与土壤有机质、全氮、速效钾之间均无显著相关,高光谱植被指数(NDNI)可用于初步反映土壤全磷的含量变化,NDVI705可用于初步反映土壤pH值的变化,而高光谱植被指数(MSI)可以很好地反映土壤盐分含量的变化。在此基础上,建立了土壤全盐量与19个高光谱植被指数的偏最小二乘回归模型,这为翅碱蓬覆盖区域土壤盐渍化遥感监测提供了一种方法。 展开更多

关键词 翅碱蓬 高光谱植被指数 土壤化学性质

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估测水稻叶层氮浓度的新型蓝光氮指数 被引量：10

4

作者 田永超 杨杰 +2 位作者 姚霞 朱艳 曹卫星 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期966-972,共7页

基于不同氮素水平与品种类型的多个田间试验,综合分析了水稻冠层高光谱植被指数与叶层氮浓度的定量关系.结果表明:对氮反应最敏感的波段为红光665～675nm、蓝光490～500nm和红边区域波段680～760nm.400～2500nm波段范围内两波段植被指... 基于不同氮素水平与品种类型的多个田间试验,综合分析了水稻冠层高光谱植被指数与叶层氮浓度的定量关系.结果表明:对氮反应最敏感的波段为红光665～675nm、蓝光490～500nm和红边区域波段680～760nm.400～2500nm波段范围内两波段植被指数与水稻叶层氮浓度相关性最好的是550～600nm与500～550nm,属绿光波段组合,决定系数(R2)最高的是比值指数SR(533,565).以3个蓝光波段构建的光谱参数R434/(R496+R401)(蓝光氮指数)与水稻叶层氮浓度呈极显著的直线相关关系,与SR(533,565)相比,该参数显著提高了对叶层氮浓度的预测性.独立资料检验结果显示,R434/(R496+R401)对水稻叶层氮浓度具有较好的预测性,检验根均方差(RMSE)和相对误差(RE)值分别为9.67%和8%,是一种适合于水稻叶层氮浓度估测的良好高光谱植被指数. 展开更多

关键词 水稻 叶层 氮浓度 高光谱植被指数 蓝光氮指数[R434/(R496+R401)]

原文传递

利用高光谱植被指数监测紧凑型玉米叶绿素荧光参数F_v/F_m 被引量：10

5

作者 谭昌伟 黄文江 +4 位作者 金秀良 王君婵 童璐 王纪华 郭文善 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1287-1291,共5页

为进一步评价遥感监测紧凑型玉米叶绿素荧光参数Fv/Fm的可行性,通过开展小区紧凑型玉米试验,分析紧凑型玉米整个生育期Fv/Fm与高光谱植被指数的相关关系,建立紧凑型玉米Fv/Fm高光谱监测模型。结果表明,紧凑型玉米Fv/Fm与选取的高光谱植... 为进一步评价遥感监测紧凑型玉米叶绿素荧光参数Fv/Fm的可行性,通过开展小区紧凑型玉米试验,分析紧凑型玉米整个生育期Fv/Fm与高光谱植被指数的相关关系,建立紧凑型玉米Fv/Fm高光谱监测模型。结果表明,紧凑型玉米Fv/Fm与选取的高光谱植被指数均呈极显著正相关,其中结构敏感色素指数(SIPI)与Fv/Fm的相关性最好,相关系数(r)为0.88。用SIPI建立紧凑型玉米Fv/Fm的监测模型,其决定系数(R2)为0.812 6,均方根误差(RMSE)为0.082。研究表明,利用高光谱植被指数可以有效地监测紧凑型玉米整个生育期的Fv/Fm。 展开更多

关键词 高光谱植被指数 FV/FM 监测模型 紧凑型玉米

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机器学习结合高光谱植被指数与SPAD值估算冬小麦氮含量 被引量：2

6

作者 冯惠芬 李映雪 +1 位作者 吴芳 邹晓晨 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期227-237,共11页

冬小麦叶片氮含量与叶片光合作用和营养状况密切相关,直接影响植株生长发育,而茎秆中的氮含量与茎秆中纤维素、半纤维素和木质素的比例和含量密切相关,直接影响茎秆质量及植株的抗倒伏能力。然而,有关对冬小麦茎秆氮含量估算研究较为有... 冬小麦叶片氮含量与叶片光合作用和营养状况密切相关,直接影响植株生长发育,而茎秆中的氮含量与茎秆中纤维素、半纤维素和木质素的比例和含量密切相关,直接影响茎秆质量及植株的抗倒伏能力。然而,有关对冬小麦茎秆氮含量估算研究较为有限,限制了从氮含量角度判断茎秆质量及对倒伏的预测能力。为精准估算冬小麦不同器官(叶片、茎秆)氮含量,该研究通过2年田间试验,获取冬小麦4个关键生育期(拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期)和3种施氮水平条件下(N1、N2和N3)的冠层光谱反射率、叶片、茎秆氮含量及叶片SPAD(soil and plant analyzer development,SPAD)值。分析了不同生育期和施氮水平条件下高光谱植被指数对叶片和茎秆氮含量的敏感性,并结合5种常用的机器学习算法:随机森林回归(random forest regression,RFR)、支持向量回归(support vector regression,SVR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、高斯过程回归(gaussian process regression,GPR)、深度神经网络回归(deep neural networks,DNN)构建冬小麦叶片和茎秆氮含量估算模型。结果表明:高光谱植被指数对叶片和茎秆氮含量的敏感性受到生育期和施氮水平的影响。在灌浆期,最佳植被指数双峰冠层植被指数DCNI(double-peak canopy nitrogen index)对叶片氮含量的敏感性最高,R^(2)为0.866。对茎秆氮含量,在抽穗期的敏感性最高,最佳植被指数归一化叶绿素比值指数NPQI(normalized phaeophytinization index)与氮含量决定系数R^(2)=0.677。施氮水平的提升增加了光谱植被指数对茎秆氮含量的敏感性。结合SPAD值的机器学习算法提升了氮含量的估算精度,对叶片氮含量,在不同生育期和施氮水平条件下估算精度提升了1%~7%,其中在全生育期的归一化均方根误差NRMSE从0.254降低到0.214,抽穗期的NRMSE提升最大,从0.201降低到0.128。对茎秆氮含量,全生育期的NR 展开更多

关键词 冬小麦 机器学习 叶片 茎秆 氮含量 SPAD 高光谱植被指数

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棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关关系研究 被引量：4

7

作者 王登伟 黄春燕 +2 位作者 马勤建 赵鹏举 郑学勤 《新疆农业科学》 CAS CSCD 2008年第5期787-790,共4页

通过测试棉花关键生育阶段350～2500nm波段的冠层高光谱数据，用近红外波段760～850nm及红光波段650—670nm的2个范围内的波段，组成了高光谱归一化植被指数（NDW）和800和670nm两个波段组成修改型二次土壤调节植被指数（MSAVI2），分... 通过测试棉花关键生育阶段350～2500nm波段的冠层高光谱数据，用近红外波段760～850nm及红光波段650—670nm的2个范围内的波段，组成了高光谱归一化植被指数（NDW）和800和670nm两个波段组成修改型二次土壤调节植被指数（MSAVI2），分别与棉花叶面积指数（LAI）和地上鲜生物量进行相关分析，结果表明，棉花NDVI和MSAVI2与LAI和地上鲜生物量两个参数均以幂指数相关关系为最佳（RNDVI—LAI=0．7291^＊＊，RMSAVI22—LAI=0．7436^＊＊，n=81；RNDVI-鲜生物量=0．7426^＊＊，RMSAVI2-鲜生物量=0．7911^＊＊，n=59），MSAVI2与LAI和地上鲜生物量的相关性均高于NDVI与LAI和地上鲜生物置的相关性，说明MSAVI2较NDVI能更好的消除土壤背景对反射光谱造成的影响，能较精确的提取反映棉花生长状况的叶面积指数和生物量信息。 展开更多

关键词 棉花 高光谱植被指数 叶面积指数 生物量

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不同水分处理条件下棉花高光谱植被指数与光合参数的相关分析 被引量：4

8

作者 郭晓飞 黄春燕 +2 位作者 田春燕 刘馨月 王登伟 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期20-26,共7页

【目的】建立棉花高光谱数据与光合特征参数的相关模型,有效、快速、非破坏的对棉花生长过程进行诊断与监测,为大面积应用高光谱遥感监测棉花的生长状况提供科学依据。【方法】利用ASD高光谱辐射仪和Li-6400光合仪分别获取5水分处理条件... 【目的】建立棉花高光谱数据与光合特征参数的相关模型,有效、快速、非破坏的对棉花生长过程进行诊断与监测,为大面积应用高光谱遥感监测棉花的生长状况提供科学依据。【方法】利用ASD高光谱辐射仪和Li-6400光合仪分别获取5水分处理条件下,棉花新陆早13号、新陆早33号两品种关键生育期的高光谱数据和光合特征参数:净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),利用高光谱数据计算得到棉花两品种归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和修改型二次土壤调节植被指数(MSAVI2),分别建立与两品种Pn和Gs的线性、对数和幂函数的相关方程。【结果】三种模型方程均达到显著和极显著的相关性,两品种RVI与Pn和Gs的三种相关模型方程的r值较高,其中,利用新陆早33号RVI与Pn,Gs幂函数方程分别对Pn和Gs估算,并将预测Pn、Gs与实测Pn,Gs进行相关分析,R值均达到极显著水平(r_(实测Pn-估测Pn)=0.827**,RMSE=1.089,r_(实测Gs-估测Gs)=0.586**,RMSE=0.138,n=20,P<0.01),模型方程的估测精度均大于80%。【结论】不同水分处理下新陆早13号和新陆早33号的光谱植被指数与光合参数间存在着显著的相关性,可以利用相关模型对Pn和Gs进行遥感估测,实时监测棉花的生长状况。 展开更多

关键词 棉花 光合参数 光谱植被指数 相关性

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基于不同植被指数的植被-土壤混合像元高光谱偏振信息与模型研究 被引量：3

9

作者 马爽 韩阳 +3 位作者 黄梦雪 王影 吴苗苗 金伦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3549-3556,共8页

高光谱遥感被越来越多的应用于确定混合像元的地物组分和比例。将不同面积比例的植被-土壤混合像元作为研究对象,使用偏振装置和ASD FieldSpec~3光谱仪得到植被—土壤组成的混合像元的偏振反射光谱曲线,计算得到八种植被指数值,讨论... 高光谱遥感被越来越多的应用于确定混合像元的地物组分和比例。将不同面积比例的植被-土壤混合像元作为研究对象,使用偏振装置和ASD FieldSpec~3光谱仪得到植被—土壤组成的混合像元的偏振反射光谱曲线,计算得到八种植被指数值,讨论不同面积比例,不同偏振角度下植被-土壤混合像元的高光谱偏振特性。研究发现,随着叶片占混合像元面积比例的增大,植被-土壤光谱曲线越来越明显地表现出植被光谱"五谷四峰"的特性,且峰值与谷底的位置与植被光谱基本相同。偏振角越大,混合像元的光谱偏振反射比越大;混合像元条件下,植被所占混合像元的面积比例越大,光谱受偏振角的影响越大。各植被指数与混合像元中植被面积大小呈线性关系,其中植被衰减指数和改进红边归一化植被指数的相关系数最大,可以达到98%左右,适合用于建立植被指数与植被占混合像元面积比例之间的相关模型。在植被面积发生变化时,改进红边比值植被指数的灵敏性更好。在利用光谱吸收特征参数进行植被指数估算时,发现吸收谷深度与光化学植被指数的二次函数模型拟合度最强,决定系数R2为0.963 3;光谱吸收指数与光化学植被指数的二次函数模型拟合度最强,决定系数R2为0.960 5。 展开更多

关键词 高光谱 偏振 混合像元 高光谱植被指数 光谱吸收特征参数

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基于植被指数的叶绿素密度遥感反演建模与适用性研究 被引量：11

10

作者 张苏 刘良云 黄文江 《遥感信息》 CSCD 2013年第3期94-101,111,共9页

利用遥感数据反演叶绿素密度是对作物长势进行评估的有效手段。本文利用实测冬小麦和夏玉米两种作物、不同生育期的冠层光谱和叶片叶绿素含量数据,收集了14种光谱指数,分析各种光谱指数的叶绿素密度遥感模型的精度。优选了其中的8种植... 利用遥感数据反演叶绿素密度是对作物长势进行评估的有效手段。本文利用实测冬小麦和夏玉米两种作物、不同生育期的冠层光谱和叶片叶绿素含量数据,收集了14种光谱指数,分析各种光谱指数的叶绿素密度遥感模型的精度。优选了其中的8种植被光谱指数,建立了植被指数与叶绿素密度之间的回归模型,并利用不同生育期小麦数据和玉米数据对各模型进行验证,分析评价它们对不同生育期、不同作物类型的适用性。研究发现:利用SRI、RVI I、R-M和MTCI 4种植被指数所建模型对冬小麦不同生育期数据适用性较好,各生育期冠层叶绿素密度反演相对误差优于27%。其中,MTCI模型对不同作物类型的适用性最好,冠层叶绿素密度反演相对误差优于35%。 展开更多

关键词 高光谱 植被指数 冠层叶绿素密度

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高分卫星监测下的文山州植被生长环境与时空演变研究 被引量：3

11

作者 陈晨 李素敏 +3 位作者 王艳英 李雁 李卫海 张泉 《云南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1183-1193,共11页

云南省文山州早年石漠化严重,生态环境脆弱敏感,经过多年治理已呈现良好的发展态势,但缺乏采用多源遥感手段对其进行长时序广面域的动态监测的研究.为探索国产卫星在植被监测方面的应用潜力,研究结合高分一号(GF-1)、高分五号(GF-5)、... 云南省文山州早年石漠化严重,生态环境脆弱敏感,经过多年治理已呈现良好的发展态势,但缺乏采用多源遥感手段对其进行长时序广面域的动态监测的研究.为探索国产卫星在植被监测方面的应用潜力,研究结合高分一号(GF-1)、高分五号(GF-5)、高分六号(GF-6)数据优势,对2013—2020年文山州植被分布情况与生长环境进行反演.首先利用旱季的GF-5数据进行高光谱植被监测,将可见短波红外高级高光谱成像仪(Advanced Hyperspectral Imager,AHSI)、全谱段光谱成像仪(Visual and Infrared Multispectral Sensor,VIMS)数据叠加进行遥感生态指数分析(Remote Sensing Ecological Index,RSEI);然后利用GF-1、GF-6进行植被覆盖度反演时序性监测.结果表明,位于砚山、广南、丘北三县交界处的实验区RSEI平均值为0.70,生态环境质量处于良状态(0.60~0.80).砚山西部和丘北南部农作物胁迫指数高、易燃性高,文山市北部、丘北西南部以及砚山中部的林木健康等级低.2013—2020年,文山州平均覆盖度均值处于较高植被覆盖度区间,平均覆盖度及高植被覆盖区面积占比呈先下降后上升的趋势. 展开更多

关键词 高分卫星 高光谱植被监测 遥感生态指数 植被覆盖度

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基于加权高光谱植被指数的植被分类提取方法 被引量：1

12

作者 秦进春 张丽 吴万全 《测绘科学与工程》 2015年第5期15-20,共6页

针对常见植被指数不能很好地降低非植被地物对植被分类提取的影响，设计了一种基于植被光谱特征的加权高光谱植被指数，并提出了一种基于加权高光谱植被指数的植被分类提取方案。先利用加权高光谱植被指数对植被信息进行提取，得到较为... 针对常见植被指数不能很好地降低非植被地物对植被分类提取的影响，设计了一种基于植被光谱特征的加权高光谱植被指数，并提出了一种基于加权高光谱植被指数的植被分类提取方案。先利用加权高光谱植被指数对植被信息进行提取，得到较为完整的植被分布信息，再利用典型分类算法进行植被分类，实验结果表明，本文提出的方案能够有效降低非植被地物的影响，提高植被分类提取的精度。 展开更多

关键词 高光谱影像 光谱特征 加权高光谱植被指数 植被分类提取

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稻麦系统产量与多类型高光谱特征变量的相关分析

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作者 周卫红 范亚民 +2 位作者 李建龙 李辉 孙政国 《宁夏大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期302-307,共6页

为了解稻麦系统作物冠层高光谱特征与其系统产量的关系,进而实时动态监测作物长势与产量情况,分析水稻和小麦系统产量与多类型高光谱特征变量之间的关系.选择相关性较好的光谱波谱与变量参数,并分别建立最佳回归预测模型.结果表明,水稻... 为了解稻麦系统作物冠层高光谱特征与其系统产量的关系,进而实时动态监测作物长势与产量情况,分析水稻和小麦系统产量与多类型高光谱特征变量之间的关系.选择相关性较好的光谱波谱与变量参数,并分别建立最佳回归预测模型.结果表明,水稻系统产量的估测以多变量回归模型为最优,红边内一阶导数的总和(Sr)与蓝边内一阶导数的总和(Sb)的归一化值(Sr-Sb)/(Sr+Sb)、Sr和红边位置(λr)3个变量对水稻系统产量有较大的影响(R2=0.739),估测精度为88.24%;小麦系统产量的估测以Sr的指数模型为最优(R2=0.780),估测精度为66.43%.红边光谱区域的高光谱变量与光谱指数用于估算稻麦系统作物长势与产量较为有效,可用于定量、准确监测稻麦系统产量. 展开更多

关键词 高光谱作物遥感 作物高光谱植被指数 红边光谱区域监测 稻麦系统产量 估测精度

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