基于高光谱反射特性的土壤全氮含量预测分析

随着高光谱遥感技术的快速发展,光谱技术已经在土壤理化性质、土壤养分等预测研究中得到了广泛应用。通过土壤高光谱反射率及其变形全氮含量的相关性,提取土壤光谱特征波段;采用多元回归和偏最小二乘回归法对全氮含量进行预测分析。结果表明:土壤光谱一阶微分显著提高了全氮与高光谱之间的敏感度;在多元逐步线性回归模型和偏最小二乘回归分析法建立的模型中,二者均能较好地进行预测,但在偏最小二乘模型中,反射率二阶微分的预测模型最高达到0.956,总均方根误差最低为0.045。其模型的稳定性和预测精度优于多元逐步线性回归所建立模型,可以更好地快速预测土壤全氮,为土壤质量的评价提供数据基础,也为研究土壤退化地区的预测与防治提供信息,对未来农业的发展具有重要意义。     

利用反射率光谱估算植被干物质氮含量

为了排除植被含水量对氮素总含量的可能性干扰,以及用叶绿素含量来估算氮含量时忽略叶绿体外氮素影响的问题,提出了利用植被干物质来估算植被氮含量的算法。以Lopex’93数据库为数据来源,拟合构建了植被干物质氮素含量(%)与光谱反射率之间的模型关系,并与鲜植被进行对比分析,又利用光谱反射率的4种变化形式(一阶导数、二阶导数、倒数的对数和倒数的导数)来验证分析。结果表明,由差值植被指数DVI(R760-R1520)拟合的复合模型Y=17.787×241.456x和指数模型Y=17.787×e5.487x对植被干物质氮含量具有较好的估算精度,其拟合值和真实值的相关系数R2=0.901。而用鲜植被拟合的模型精度明显低于干物质模型,经过反射率4种参数的验证,也说明了由DVI构建的干物质氮含量估算模型可以得到较好的结果。     

基于偏最小二乘的土壤重金属铜含量高光谱估算

为探究高光谱数据估算土壤重金属铜含量的可行性,以石家庄市水源保护区褐土为研究对象,对不同光谱变换数据与重金属铜含量做了相关分析,建立了土壤重金属铜的单光谱变换指标偏最小二乘模型和多光谱变换指标偏最小二乘模型。结果表明:光谱反射率(R)经倒数一阶微分(RTFD)变换后与铜含量的相关性有所提高;光谱敏感波段为418、427、435、446、490、673、1 909、1 920和2 221 nm,基本位于土壤氧化铁、粘土矿物的特征吸收区域;对土壤重金属铜含量估算效果最好的单光谱变换指标偏最小二乘模型为RTFD模型,其模型决定系数(R2)为0.649,均方根误差(RMSE)为1.477;多光谱变换指标偏最小二乘模型R2和RMSE分别为0.751和1.162,建模效果优于单光谱变换指标模型。研究结果可为北方地区褐土类型土壤重金属铜的高光谱估算提供借鉴。     

基于偏最小二乘的土壤重金属铜含量高光谱估算

为探究高光谱数据估算土壤重金属铜含量的可行性,以石家庄市水源保护区褐土为研究对象,对不同光谱变换数据与重金属铜含量做了相关分析,建立了土壤重金属铜的单光谱变换指标偏最小二乘模型和多光谱变换指标偏最小二乘模型。结果表明：光谱反射率（R）经倒数一阶微分（RTFD）变换后与铜含量的相关性有所提高;光谱敏感波段为418、427、435、446、490、673、1 909、1 920和2 221 nm,基本位于土壤氧化铁、粘土矿物的特征吸收区域;对土壤重金属铜含量估算效果最好的单光谱变换指标偏最小二乘模型为RTFD模型,其模型决定系数（R²）为0.649,均方根误差（RMSE）为1.477;多光谱变换指标偏最小二乘模型R²和RMSE分别为0.751和1.162,建模效果优于单光谱变换指标模型。研究结果可为北方地区褐土类型土壤重金属铜的高光谱估算提供借鉴。     

基于偏最小二乘的土壤重金属铜含量高光谱估算

为探究高光谱数据估算土壤重金属铜含量的可行性，以石家庄市水源保护区褐土为研究对象，对不同光谱变换数据与重金属铜含量做了相关分析，建立了土壤重金属铜的单光谱变换指标偏最小二乘模型和多光谱变换指标偏最小二乘模型。结果表明：光谱反射率（R）经倒数一阶微分（RTFD）变换后与铜含量的相关性有所提高；光谱敏感波段为418、427、435、446、490、673、1 909、1 920和2 221 nm，基本位于土壤氧化铁、粘土矿物的特征吸收区域；对土壤重金属铜含量估算效果最好的单光谱变换指标偏最小二乘模型为RTFD模型，其模型决定系数（R²）为0.649，均方根误差（RMSE）为1.477；多光谱变换指标偏最小二乘模型R²和RMSE分别为0.751和1.162，建模效果优于单光谱变换指标模型。研究结果可为北方地区褐土类型土壤重金属铜的高光谱估算提供借鉴。     

可见光—近红外光谱估算三江源区不同土壤全氮含量

近年来可见光—近红外反射光谱已被广泛应用于估算土壤全氮含量,为大范围区域土壤全氮含量获取提供了一种快速、有效的方法。基于实验室测定的三江源区146个表层土壤(0~30cm)样品的反射光谱数据(350~2 500nm)与全氮含量数据;利用偏最小二乘回归(PLSR)和反向传播神经网络(BPNN)两种模型方法与光谱反射率(REF)及其4种数学预处理变换相结合,分别建立分土壤类型样本和总体样本全氮估算模型;评估利用可见光—近红外光谱技术预测三江源区土壤全氮含量的能力。结果表明:BPNN模型的R2cal、R2val及验证RPD的平均值分别为0.87、0.81与2.28;而PLSR模型则相应为0.75、0.72和1.95;表明BPNN模型预测能力整体上要优于PLSR模型。BPNN与光谱各种形式的结合均具有良好、或接近良好预测全氮的能力;而PLSR与REF、倒数对数(Log(1/R))及波段深度(BD)的结合仅少部分具有良好估算能力、大部分则为粗略估算能力,一阶微分(FDR)和二阶微分(SDR)估算精度均较低,尤其是SDR(R20.5,RPD=1.10~1.27)均不具备估算能力。总体样本所建模型稳定性好于分土壤类型,分土壤类型建模差异性明显;此外,总体来看,BPNN模型比PLSR建模精度高、模型稳定性好,但PLSR模型可操作性强于BPNN模型。     

吐鲁番盆地葡萄园土壤重金属铅含量高光谱估算

土壤重金属铅污染作为现代工矿业发展的产物,已逐渐入侵到农业生产和农产品中。高光谱技术由于具有宏观、快速、高效的特点已成为土壤重金属监测的重要手段。以新疆吐鲁番盆地葡萄园土壤Pb元素为研究对象,分析土壤原始光谱在内的15种光谱变换下的土壤光谱反射率数据与土壤Pb含量的关系,构建土壤Pb含量偏最小二乘回归（PLSR）模型和地理加权重回归（GWR）模型,对比分析并探讨运用土壤高光谱估算葡萄园土壤Pb含量的可行性。结果表明：土壤原始光谱反射率通过光谱变换能有效增强葡萄园土壤Pb元素的光谱特征及模型估算精度,其中,平方根二阶微分（SRSD）变换的PLSR模型和GWR模型估算能力最优。采用GWR模型比PLSR模型更好的解释葡萄园土壤重金属Pb含量高光谱估算。从模型稳定性和精确性来看,在平方根二阶微分变换中GWR模型R²从PLSR模型的0.262提高至0.866, 平方根误差减少了1.009。采用GWR模型可有效提高估算葡萄园土壤Pb含量的精度,为中国葡萄园基地土壤重金属污染以及土壤环境安全研究提供有益借鉴。     

植物生化组分遥感探测的光谱统计参数比较

利用统计分析方法,分析了叶片叶绿素和氮含量与其光谱特性的统计关系,分别建立了log(1/R)、反射率一阶导数(FDS)、对波深中心归一化(BNC)及对波深面积归一化(BNA)的光谱形式与叶片叶绿素和氮含量的统计方程,并对这4个指标的性能进行了比较和评价。结果表明采用描述光谱吸收特征的参数BNC和BNA,能够提高遥感估算植物生化组分含量的效果,特别是对氮的估算,其预测值与测量值的相关系数R达到0.960。     

苹果叶片氮含量高光谱反演方法对比

快速、无损、及时地准确估算苹果叶片氮含量是保证苹果产量和质量的基础,利用高光谱技术对苹果叶片氮含量进行遥感反演可为合理施肥提供理论依据.利用2012年和2013年山东省肥城市潮泉镇下寨村不同生育期的苹果叶片氮含量和相应的叶片光谱数据进行分析和建模.首先分析了叶片氮含量与原始光谱、一阶微分及三边光谱指数之间的相关性,筛选...     

基于导数光谱位置变量的干叶片生化组分反演

利用实测干叶片生化组分和高光谱反射率数据，尝试用高光谱位置变量的一阶导数极值特征参数法提取生化组分。结果表明：对全氮、纤维素、木质素、淀粉含量贡献最大的波段分别是D4（1670nm～1735nm反射率一阶导数最小值）、D10（2235nm-2315nm反射率一阶导数最小值）、D8（2020nm-2100nm反射率一阶导数最小值）和D2（1400nm-1480nm反射率一阶导数最小值）。该方法提取干叶片各组分的精度较高，精度最高的是用3个波段提取淀粉含量。分析土壤叶片线性混合光谱表明：该方法能有效的消除土壤背景影响。     

嵌入式TCP/IP协议在ARM上的实现及其应用

介绍了嵌入式TCP/IP协议LWIP,实现了该嵌入式TCP/IP协议栈在ARM7TDMI上的移植,展望了其在数据传输系统中的应用前景.     

User-Generated Content

Pervasive user-generated content takes the traditional idea of user-generated content and expands it off the desktop into our everyday world. The six articles in this special issue give innovative examples of gathering and using such content.     

Adapting Content

Ideally, it would be possible to deliver all Web content to any Web-enabled device. Though the "ideal" is not currently possible, a many tools and technologies have been developed to adapt content to devices ranging from powerful desktop systems to handheld, smart phones.