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实测甘草冠层光谱定量估算甘草酸和甘草苷含量 被引量：4
1
作者 丁玲 李宏益 张学文 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1933-1937,共5页
甘草酸(GA)和甘草苷(LQ)是甘草的两个主要的活性成分,常用作评估甘草的质量主要指标。首次尝试应用实测甘草冠层的可见-短波红外(Vis-SWIR)高光谱数据定量估算甘草中的GA和LQ含量,利用高效液相色谱方法(HPLC)分别测定甘草中GA和LQ含量... 甘草酸(GA)和甘草苷(LQ)是甘草的两个主要的活性成分,常用作评估甘草的质量主要指标。首次尝试应用实测甘草冠层的可见-短波红外(Vis-SWIR)高光谱数据定量估算甘草中的GA和LQ含量,利用高效液相色谱方法(HPLC)分别测定甘草中GA和LQ含量作为参考值,通过结合一阶导数预处理和运用Wilk’lambda逐步回归法选择特征波长等光谱预处理方法,在选择9个最优波段基础上建立偏最小二乘(PLS)回归预测模型,甘草GA和LQ的回归精度R2分别为0.953和0.932,校正集的均方根误差(RMSEC)分别为0.31和0.22,预测精度R2分别为0.875和0.883,验证集的均方根误差(RMSEP)分别为0.39和0.27。结果显示,用光谱预测模型获得甘草GA和LQ含量预测与HPLC方法获得的甘草GA和LQ含量实测之间具有较高的相关性,说明Vis-SWIR技术从遥感数据中来确定GA和LQ含量的可行性。为野外利用外机载和/或星载高光谱传感器对甘草质量遥感监测提供理论依据。 展开更多
关键词 可见-短波红外光谱 定量估算 甘草酸含量 甘草苷含量 高光谱 冠层反射率
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利用可见—短波近红外光谱法检测马铃薯干物质含量 被引量：4
2
作者 陈争光 冯惠妍 +2 位作者 尹淑欣 王雪 王淑云 《黑龙江八一农垦大学学报》 2018年第2期47-51,共5页
为了快速测定马铃薯干物质含量,利用可见-短波近红外光谱无损检测马铃薯的干物质含量,以207个具有代表性的马铃薯样本作为研究对象,其中115个作为马铃薯切片样本的研究,92个作为完整马铃薯的研究,通过对比两种样本的模型预测效果,探讨可... 为了快速测定马铃薯干物质含量,利用可见-短波近红外光谱无损检测马铃薯的干物质含量,以207个具有代表性的马铃薯样本作为研究对象,其中115个作为马铃薯切片样本的研究,92个作为完整马铃薯的研究,通过对比两种样本的模型预测效果,探讨可见-短波近红外光谱用于马铃薯干物质含量的完全无损检测的可行性。切片样本光谱数据用Savitzky-Golay(S-G)一阶卷积求导方法预处理,根据局部最大值最小值原则和含氢基团(C-H、O-H)伸缩振动的敏感波段选定了5段特征波长参与建模,模型外部检验决定系数R^2=0.941 6,标准误差RMSE=3.91。完整马铃薯样本光谱数据在Multiplicative Scatter Correction(MSC)基础上使用S-G一阶卷积求导方法预处理,通过选取了线性关系较好的5段波长参与建模。模型外部检验决定系数R2=0.847 5,标准误差RMSE=4.07。结果表明,完整马铃薯样本模型的检测效果虽然没有切片样本效果理想,但仍可以作为实际生产中进行马铃薯干物质含量检验的有效手段。 展开更多
关键词 可见-短波近红外光谱 马铃薯 干物质 无损检测
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比较用可见/短波近红外光谱结合机器学习算法测量土壤性质的不同多元校准方法分析
3
作者 黄招娣 陈再良 +4 位作者 王琛 田彭 章海亮 谢潮勇 刘雪梅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3535-3540,共6页
土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spec... 土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:325~1075 nm)的研究却非常罕见,将可见/短波近红外光谱结合机器学习算法来测量土壤养分具有巨大潜力。选取了南昌市新建区和吉安市安福县的四个村庄作为样品获取地点,通过2×2网格法选取对角区的10~30 cm深度的土壤样本,其中水稻土120份(水稻土1和水稻土2),棕壤60份、红壤60份。样品经过研磨、风干等处理后用四分法均匀划分为两份,用于测定样品光谱信息和理化信息。将获取的光谱数据去除325~349和1073~1075 nm的噪声波段,然后采用S-G卷积平滑结合一阶导数进行预处理。将预处理后的光谱数据进行主成分分析(PCA),根据主成分分析得到的得分图(PC1:98.44%,PC2:3.5%,PC3:0.14%)显示出样品存在明显聚类现象且在二维空间内相互可分,样品存在明显聚类现象,PCA可以在一定程度上合理解释不同土壤样品的光谱特征差异。将预处理后的光谱数据建立全波段主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型,通过PCA和PLSR对光谱数据降维,提取出3个主成分因子(PCs)和9个潜在变量(LVs),建立非线性反向传播神经网络(BPNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型。通过比较PCR、PLSR、BPNN和LS-SVM方法对Vis/SW-NIRS及对OM、TN、P、K的预测精度,得出以下结论:(1)LS-SVM-LVs模型在所有土壤性能方面都优于PCR、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs和LS-SVM-PCs模型;(2)LS-SVM-LVs模型对OM和N的预测精度最高,这是在NIR区域具有光谱响应的特性;(3)采用Vis/SW-NIRS测定土壤矿质养分P和钾,具有不同的准确性,这是由于光谱活性成分的共变。根据本研究取得的结果,建议采用LS-SVM-LVs分析作为预测土壤性质(OM、TN、P和K 展开更多
关键词 可见/短波近红外光谱 土壤 主成分分析 最小二乘支持向量机 反向传播神经网络
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主要赋铀岩石可见光—短波红外光谱二向性特征初步实验研究
4
作者 潘蔚 唐毅 +5 位作者 李瀚波 余长发 张元涛 陈雪娇 田青林 李新春 《铀矿地质》 CAS CSCD 2019年第2期108-113,共6页
花岗岩和砂岩是我国主要的赋铀岩石,为了提高利用遥感图像识别这两种岩石精度的效果,开展其可见光—短波红外光谱二向性特征实验研究。对其在微光实验室中,用200 W钨灯与平行光管产生平行光,以15°、 30°和45°入射角照射... 花岗岩和砂岩是我国主要的赋铀岩石,为了提高利用遥感图像识别这两种岩石精度的效果,开展其可见光—短波红外光谱二向性特征实验研究。对其在微光实验室中,用200 W钨灯与平行光管产生平行光,以15°、 30°和45°入射角照射岩石的自然表面,在距离岩石表面20(25)cm、30 cm和40 cm处用ASD光谱仪垂直岩石表面接收可见光—短波红外反射光谱。光谱测试和数据分析发现,岩石的反射光谱二向性特征明显受岩石结构的影响。全晶质的斑状花岗岩,其二向性特征只受岩石结构类型影响;粗粒和细粒花岗岩都是在光线以30°角入射时具有最大的反射率辐射。非全晶质的砂岩,其二向性特征受岩石结构和结晶颗粒大小的双重影响;粗砂岩在照射光45°角入射时具有最大的反射辐射,而细砂岩则在照射光15°角入射时,具有最强的反射辐射。 展开更多
关键词 可见光-短波红外光谱 二向性 岩石结构 结晶程度 矿物颗粒
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高分五号可见短波红外高光谱影像云检测研究 被引量：13
5
作者 王健 崔天翔 +1 位作者 王一 孙林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期231-238,共8页
高分五号(GF-5)卫星上荷载的可见短波红外高光谱相机(AHSI)能够同时获取330个谱段的光谱信息,对大气和陆地进行综合高光谱观测,能有效获取地物的精确信息。云的存在会对遥感影像造成污染,为了提高GF-5数据的利用率,本文结合AHSI的地物... 高分五号(GF-5)卫星上荷载的可见短波红外高光谱相机(AHSI)能够同时获取330个谱段的光谱信息,对大气和陆地进行综合高光谱观测,能有效获取地物的精确信息。云的存在会对遥感影像造成污染,为了提高GF-5数据的利用率,本文结合AHSI的地物高光谱特性,研究多种下垫面背景下的云检测方法。对得到的1级产品,利用产品配套的定标系数以及光谱响应函数文件,得到各波段的大气顶层表观反射率数据。使用多种典型地物与云像元进行表观反射率的对比后发现,厚云与其他类型的像元在可见光波段具有显著差异。高光谱数据由于波段宽度窄,易受到噪声的影响,因此在进行厚云像元判定时,使用多个窄波段数据进行等效计算,得到对应的宽波段表观反射率,在此基础上使用简单的检测阈值可以将厚云筛选出来。之后使用卷云波段,筛选出潜在的薄云像元。高亮地表作为薄云检测的重点研究对象,检测时极易与薄云造成混淆,为了将薄云区域与高亮地表进行有效区分,统计不同波段之间表观反射率比值的变化,将薄云与易造成误判的高亮区域进行对比,确定最优判定波段与阈值。为了验证算法的精度,对多景AHSI影像进行目视解译,勾选出云像元区域作为基准数据。实验结果表明,本文所提方法的云检测总体精度可达91%以上,可以准确区分云与晴空区域,实现高精度的高光谱遥感影像云检测。 展开更多
关键词 遥感 云检测 高光谱 表观反射率 高分五号 可见短波红外高光谱相机
原文传递
GF-5卫星高光谱影像数据质量评价与分析 被引量：8
6
作者 王崇倡 薛荣荣 +4 位作者 赵世湖 刘书含 王霞 李鸿洲 刘梓钦 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期33-38,125,F0002,共8页
目前遥感影像质量评价的指标与方法虽较为成熟,但尚未发现针对高分五号(GF-5)卫星AHSI影像数据质量评价及其可用性的全面研究。该文在分析高光谱影像质量评价方法的基础上,利用噪声标准差、清晰度和信息熵3个指标,对GF-5可见短波红外谱... 目前遥感影像质量评价的指标与方法虽较为成熟,但尚未发现针对高分五号(GF-5)卫星AHSI影像数据质量评价及其可用性的全面研究。该文在分析高光谱影像质量评价方法的基础上,利用噪声标准差、清晰度和信息熵3个指标,对GF-5可见短波红外谱段的数据质量与可用性进行分析评价,结果表明:GF-5AHSI影像不同波段数据质量存在差异,影像信息主要集中在VNIR和SWIR第1-95波段内(受水汽影响的波段除外),SWIR中第43-50、96-112(1359.03~1418.17nm、1805.44~1940.15nm)共25个波段受水汽影响严重,不可用,第113-180(1948.57~2513.25nm)波段影像质量较差、噪声严重,阻碍了该波段的应用。研究结果可为GF-5AH-SI影像数据的处理与应用提供技术参考。 展开更多
关键词 高分五号卫星 可见短波红外高光谱相机 影像质量评价 光谱响应 可用性
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利用高分五号AHSI载荷的高分辨率XCH_(4)异常探测方法研究 被引量：1
7
作者 杨可意 韩舸 +4 位作者 毛慧琴 董燕妮 马昕 李四维 龚威 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2022年第6期670-678,共9页
煤矿开采是最重要的甲烷排放源,然而其排放清单的准确性很低,一个关键的原因在于缺乏精准识别和定位该类排放源的能力。近年来,前沿研究表明可以利用卫星高光谱数据反演高分辨率的甲烷异常,从而帮助识别排放源。但是,在地表类型复杂地... 煤矿开采是最重要的甲烷排放源,然而其排放清单的准确性很低,一个关键的原因在于缺乏精准识别和定位该类排放源的能力。近年来,前沿研究表明可以利用卫星高光谱数据反演高分辨率的甲烷异常,从而帮助识别排放源。但是,在地表类型复杂地区该算法会完全失效。针对这一问题,率先提出一种基于L1重加权和迭代收缩阈值算法(ISTA)匹配滤波器的算法。利用高分五号(GF-5)数据在山西地区的实验表明,该方法性能显著优于现有的其他方法。实验中,本方法识别出23个甲烷强点源,这些点源全部位于TROPOMI的甲烷高值区内,且高分辨遥感影像显示这些点源处存在典型的煤矿开采设施。该方法的提出为利用GF-5卫星数据在世界范围实现甲烷点源排查奠定了技术基础。 展开更多
关键词 甲烷柱浓度异常探测 基于L1重加权和迭代收缩阈值算法的匹配滤波器算法 高分五号可见光短波红外高光谱相机数据
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