收藏本站
《福建师范大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

平潭海岛土壤元素的高光谱遥感反演模型

傅佳丽  
【摘要】:海岛土壤是一种极其宝贵的自然资源,具有重要的生态功能,而海岛土壤具有较高的脆弱性,受风蚀、水蚀影响较大,极容易因不合理的利用方式而引起土壤贫瘠与退化,因此需要对土壤环境质量进行背景调查,为科学评估海岛开发对土壤环境产生的影响提供准确的依据。传统基于采样点的土壤化学元素监测成本较高,而近地表高光谱遥感技术通过光谱-土壤属性的模型反演,省钱省时省力,是近几年发展起来的快速监测土壤质量的新技术。本研究选取平潭75个土壤样本,在实验室分别进行ASD高光谱(350-2500 nm)和土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、铁(Fe)、钴元素(Co)测试,原始反射率经多种数学变换后,建立土壤样本反射光谱与化学元素含量的定量反演模型。原始反射率的数学变换方法包括对数、吸光率、倒数及微分等11种变换,建模方法包括多元逐步回归分析法(SMLR)、主成分分析法(PCA)、偏最小二乘回归法(PLSR)及反向传播-人工神经网络模型法(BP-ANN)四种。对比上述四种建模方法及光谱变换形式对土壤有机质、全氮、铁、钴元素含量反演模型精度的影响,筛选出土壤四种元素最佳的高光谱反演模型。本论文主要研究成果如下:(1)筛选出海岛土壤各元素的敏感波段:有机质:分布在611-776 nm、878-938 nm、1121-1241 nm、1321-1351 nm、1571-1601 nm;全氮:分布在 437-524 nm、626-758 nm、920-932 nm、1121 nm、1501-1531nm、1961-2041 nm、2241-2261 nm;铁元素:分布在 450-623 nm、806-869 nm、1351-1501 nm、1901 nm、2101-2391 nm;钴元素:分布在 350-518 nm、540-614 nm、737-884 nm、1041-1101 nm、1271-1291 nm、1361-1501 nm、1911-1991 nm、2101-2301 nm。(2)土壤化学元素高光谱反演模型精度评价指标的改进。目前应用的传统评价指标为单一指标,如决定系数(R2)、均方根误差(RMSE),本文应用基于建模R2、验证R2与相对分析误差RPD的综合评价体系评估土壤元素高光谱反演方法的模型精度,便于直接获取反演精度高、稳定性能好的高光谱反演模型。(3)海岛土壤元素的高光谱最佳模型筛选,研究发现利用高光谱反演海岛土壤元素时 SMLR(Stepwise Multiple Linear Regression analysis)、BP-ANN(Back-Propagation Artificial Neural Network)优于 PLSR(Partial least squares regression)、PCA(Principal Component Analysis);而光谱数据以反射率一阶微分、反射率倒数一阶微分的变换形式最佳,更能提高土壤元素与光谱数据的相关性。(4)海岛土壤元素高光谱反演结果与福州市土壤高光谱反演结果对比,发现二者的反演过程和模型可以通用,但获得的最佳反演模型存在一定差异。因此利用高光谱反演土壤元素含量在一定精度范围内可以获得满意结果。
【学位授予单位】:福建师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X87

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任红艳,潘剑君,张佳宝;高光谱遥感技术的铅污染监测应用研究[J];遥感信息;2005年03期
2 曹入尹;陈云浩;黄文江;;面向作物病害识别的高光谱波谱库设计与开发[J];自然灾害学报;2008年06期
3 林丽新;汪云甲;熊集兵;;基于Enter-PLSR的高光谱晋华宫矿南山煤矸石山景区土壤有效氮估测[J];光谱学与光谱分析;2014年06期
4 黄尚佐;刘海君;;探究土壤元素测量在地质找矿工作中的实际作用[J];江西建材;2013年06期
5 徐明星;吴绍华;周生路;廖富强;马春梅;朱诚;;重金属含量的高光谱建模反演:考古土壤中的应用[J];红外与毫米波学报;2011年02期
6 朱立新,马生明,周国华,郑立果;冲积平原区土壤元素组成特征及其示踪作用[J];地质与勘探;2002年04期
7 廖启林;华明;张为;金洋;潘永敏;朱伯万;;人为活动对江苏土壤元素含量分布的影响[J];地质学刊;2012年02期
8 吴月照,潘懋;中国东部玄武岩地区母岩及土壤元素含量变化规律研究[J];环境科学进展;1993年05期
9 崔邢涛;栾文楼;李军;李随民;宋泽峰;;河北平原土壤元素评价[J];现代地质;2011年03期
10 刘文;吴敬禄;马龙;;乌兹别克斯坦表层土壤元素含量与空间结构特征初步分析[J];农业环境科学学报;2013年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贺霖;潘泉;赵永强;邸韦华;;一类高光谱图象小目标统计检测算法研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
2 田宏伟;赵慧洁;;基于高阶统计的高光谱目标检测的研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
3 张兵;郑兰芬;童庆禧;;光谱复原基础上的高光谱高空间遥感数据融合研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
4 胡盛雯;殷德奎;;高光谱大气探测仪干涉信号的获取电路设计[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
5 杨超宇;杨顶田;杨跃忠;卢桂新;赵俊;孙兆华;;光学浅水中海草底质的高光谱提取[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
6 汪大明;侯芳;李志忠;党福星;杨日红;肖政浩;;星载高光谱载荷参数分析研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
7 谭炳香;李增元;陈尔学;庞勇;;高光谱与多光谱遥感数据森林类型识别研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
8 谭炳香;李增元;庞勇;曹斌;;多角度高光谱CHRIS数据森林叶面积指数估测研究[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
9 王建宇;舒嵘;徐卫明;马艳华;何志平;吕刚;陈育伟;张冰娜;;机载高空间分辨力、高光谱分辨力多维信息获取与处理技术的研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
10 赵鑫;黄敏;朱启兵;;基于小波变换的高光谱散射图像苹果内部品质预测[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 赵凡;“高光谱小卫星载荷关键技术研究”启动[N];中国国土资源报;2009年
2 本报记者 于德福;擦亮找矿“天眼”[N];中国国土资源报;2012年
3 记者 金小平;提高国土资源调查精度和深度[N];中国矿业报;2008年
4 王建宇;积二十年探索创新之力 理论成果终成实用技术[N];文汇报;2006年
5 南方日报驻京记者 王腾腾 通讯员 邱学雷 刘昊元 策划统筹 江华 黄慧莹;高分系列卫星 擦亮中国“天眼”[N];南方日报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 朱学谦;甚高光谱信息获取技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2016年
2 张瑞;基于声光和液晶调制的高精度高光谱全偏振成像系统研究[D];中北大学;2017年
3 王玉磊;高光谱实时目标检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2015年
4 李占峰;紫外高光谱臭氧探测仪在轨定标方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
5 于祥;渤海表面非光学活性水质参数MODIS遥感定量反演技术研究[D];中国科学院烟台海岸带研究所;2017年
6 邢前国;珠江口水质高光谱反演[D];中国科学院研究生院(南海海洋研究所);2007年
7 郝泷;基于Landsat OLI的西藏林芝县森林类型提取方法和蓄积量反演模型研究[D];中国林业科学研究院;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 傅佳丽;平潭海岛土壤元素的高光谱遥感反演模型[D];福建师范大学;2016年
2 刘颖;高光谱图象目标识别新技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 赵宏磊;面向分类的多/高光谱与SAR图象协同处理技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 褚武道;基于PLS方法的铁观音茶树叶片营养成分含量高光谱估算[D];福建师范大学;2014年
5 何理;水稻叶片氮素含量及产量、相关品质高光谱预测模型的初步研究[D];扬州大学;2014年
6 杜志红;水稻叶绿素含量高光谱反演模型及尺度转换方法研究[D];中国地质大学(北京);2015年
7 牟蒙;基于高光谱遥感的翅碱蓬生物量反演模型研究[D];大连海洋大学;2016年
8 杨伊欣;‘新新2号’核桃坚果品质叶片光谱反演模型[D];新疆农业大学;2016年
9 国宏伟;快照式高光谱相机的设计及开发[D];天津大学;2017年
10 马晓鑫;光纤式高光谱剖面测量系统[D];厦门大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026