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。     

新疆博州典型荒漠植被光谱反射特征分析

针对博州光谱研究尚少和对光谱一阶导数缺乏定量描述的问题,补充分析了博州光谱,提出了对光谱一阶导数定量描述的方法。以博州为研究区,在2014年7月下旬对锦鸡儿、梭梭、红柳、白刺、萱麻、沙拐枣等地物进行野外光谱数据采集,并对光谱数据进行平均、平滑和一阶微分等处理;分析了不同植被之间、同种植被之间的光谱特征,并对光谱进行对比分析、红边参数特征分析等研究。研究表明:这6种荒漠植被在可见光波段的380~700nm之间的反射率均较低,没有超过15%;除了在480nm和680nm附近有吸收谷外,在970nm附近也有一个吸收谷,并且"蓝谷红移"现象比较明显;红边特征比较明显,其中萱麻的红边特征最明显;在近红外波段1 100nm附近反射率很高,平均峰值达到70%以上。所得结论对于博州荒漠地区光谱特征基础研究、荒漠植被生长情况,以及荒漠化程度的监测具有重要意义。     

褐潮土的光谱特性及用土壤反射率估算有机质含量的研究

本文通过ASDFR便携式光谱仪对132个风干土壤样品的光谱反射率进行了实验室测定。根据土样光谱反射率变化,获得了褐潮土土壤剖面的不同诊断层反射光谱特征。结果表明,在400～1200nm范围之间,土壤有机质含量与土壤光谱反射率有较好的相关性。利用导数光谱方法建立了预测土壤有机质含量的方程,提出了预测北京地区褐潮土有机质光谱的最佳波段。在波长447nm处采用反射率和A值(反射率倒数的对数)所建立的预测方程的预测精度较高。采用反射率的一阶微分建立的预测方程的最佳波段在516nm处。而A值一阶微分光谱在615nm处相关性最好。作为一项参考指标用光谱分析法评价土壤中有机质含量,以期对精准农业中土壤养分或肥力的预测具有一定的指导作用。     

基于反射光谱数据的茶树叶片SPAD值估算模型研究

实验中将茶树的叶片分为3个部位进行研究,每个部位各采集50个叶片,30组数据作为预测样本,20组数据作为试验模拟样本。设计绿峰位置、绿峰最大反射率、红谷位置、红谷最小反射率、红边位置、红边对应的最大一阶导数反射率、绿峰对应的最大反射率和红谷对应的最小反射率的比值指数以及它们的归一化指数等8个反射光谱参数。首先对茶树叶片的反射光谱参数和茶树叶片的SPAD值进行相关分析;其次以8个反射光谱参数作为自变量,茶树叶片的SPAD值为因变量,进行逐步回归分析,确定茶树不同部位叶片的回归方程.茶树A部位嫩叶片的SPAD值预测模型以λr、Rg/Ro为自变量,其模拟的调整决定系数为0.461;茶树B部位的成熟叶子的SPAD值预测模型以Rg、Rg/Ro、Rg-Ro/Rg+Ro为自变量,其模拟的调整决定系数为0.882;茶树C部位的老叶子的SPAD值预测模型以λr、Dr为自变量,其模拟的调整决定系数为0.407。结果表明,利用反射高光谱参数预测茶树不同部位叶片的SPAD模型是成功的。     

滨海盐土重金属含量高光谱遥感研究

高光谱遥感凭借其极高的光谱分辨率在获取有机质、矿物质等土壤组分定量信息的研究中表现出非凡的潜力。以如东县洋口镇为研究区,通过对土壤反射光谱的测量和同步的土壤化学分析,研究了土壤重金属Cr、Cu、Ni与土壤粘土矿物、铁锰氧化物以及碳酸盐之间的赋存关系。利用光谱一阶微分、倒数对数和连续统去除法对土壤光谱的处理,获得了土壤成分的特征波段,通过土壤重金属与土壤光谱变量的相关分析,并利用逐步回归分析方法,确立了3种重金属元素的最佳遥感模型。结果表明,研究区3种重金属与波长429 nm、470 nm、490 nm、1 430 nm、2 398 nm、2 455 nm处光谱变量具有很好的相关性,在所建立的逐步回归模型中,以一阶微分处理的模型精度最高。研究结果可以为高光谱遥感技术反演土壤重金属含量,进一步应用空间或航空遥感进行大尺度环境污染遥感、遥测信息提取和反演提供技术支撑。     

松毛虫危害的光谱特征与虫害早期探测模式

根据生态学特征，本文将松毛虫危害的针叶样品分为５个等级，对其反射光谱和叶绿素含量进行了测量分析。结果表明，随受害程度加重，叶绿素含量降低，５５０ｎｍ处的反射率、近红外肩反射率与红光最低反射率之差及红界一阶导数谱最大值均呈下降趋势，６３０ｎｍ处反射率呈上升趋势，红界光谱蓝移、叶绿素反射峰红移明显。应用逐步判别分析法对比分析证实了细分光谱特征参量比绿、红、近红外三波段反射率参量有更强的判别分类能力，这     

松花湖水体叶绿素a含量与反射光谱特征关系初探

根据2008年7月在松花湖实测的水体反射光谱及实验室分析得到的叶绿素浓度数据,对松花湖水体反射光谱特征与叶绿素浓度之间的关系进行探讨与分析。研究结果表明:水体叶绿素浓度与各波长点处反射率相关性均较好,并选择700 nm处反射率建立单波段模型。而700 nm和677 nm波长处反射率比值、685 nm处光谱一阶微分、700 nm波长处波峰几何特征具有较好的相关性,给出了松花湖水体叶绿素浓度估算模型,为松花湖水体叶绿素浓度反演监测提供了一定的理论基础与参考。     

新疆巴音布鲁克草原马先蒿光谱特征提取与分析

通过野外采集巴音布鲁克草原开花马先蒿、未开花马先蒿和普通牧草3种植被光谱数据,对数据进行平滑去噪处理,一阶导数、二阶导数和倒数取对数变换,分析植被差异敏感波段。结果表明:在可见光波段,未开花马先蒿和普通牧草的光谱曲线整体呈现出一致性,而开花马先蒿的光谱曲线则呈现出明显差别;在红光波段750nm及近红外波段处,未开花马先蒿光谱反射率明显提升,三者光谱反射率表现出明显差异;倒数取对数变换后的580～680nm处可以作为马先蒿识别的敏感区域,655nm处三者光谱反射率差异最为明显,解决了可见光波段未开花马先蒿与普通牧草易混淆的不足。通过计算改进归一化植被指数,进一步验证和表明了倒数取对数变换后的NDVI改进值NDVIRLR可以将开花马先蒿、未开花马先蒿与普通牧草进行区分。马先蒿的光谱特征提取方法为马先蒿的遥感监测提供了理论依据,对遥感技术在马先蒿资源调查和监测应用具有重要意义。     

三江源地区高寒冬季枯草遥感监测方法研究

冬季枯草是遥感监测服务的一个空白领域,通过揭示枯草的独特光谱特征、建立高寒冬季枯草监测技术方法等一系列针对高寒冬季枯草的研究,可推动高寒地区冬季牧草遥感监测新的服务领域与服务时段的发展,为青藏高原生态环境保护与管理提供创新性技术支持。基于2016年8月和11月青藏高原三江源腹地的玉树隆宝自然保护区两次野外观测试验,获取了72个鲜草与枯草样方的地面高光谱实测数据。枯草光谱特征的分析发现,在350—1 350 nm的可见光至近红外波段,枯草反射光谱呈显著的线性分布特征,其反射率自350 nm处的1.5%线性增长至1 350 nm附近约38%。枯草与鲜草光谱存在显著的差异性,枯草完全丧失了绿色植被红光强吸收、绿光强反射的光谱特征,其红光波段反射率约为鲜草的4.9倍,而绿光波段反射率也接近1.4倍,760—1 350 nm近红外波段一致的高反射也不复存在。基于枯草独特的光谱特征,建立了基于MODIS卫星波段5与波段3归一化的枯草指数DGVI(Dead Grass Vegetation Index)。地面样本和卫星数据的验证表明,DGVI可有效识别枯草,其估算值与实测值相关系数达到0.68(P&...     

典型煤系岩石的可见-近红外光谱特征研究

为研究基于可见-近红外光谱技术的煤岩识别方法,从山西、山东4个煤矿收集了页岩、砂岩、灰岩三大类11种典型煤系岩石,测定了其可见-近红外波段(400～2 450nm)的反射光谱,分析了其矿物、元素组成对反射光谱特征的影响,获得了碳质物质含量对煤系页岩反射光谱曲线特征参数的影响规律。研究结果表明:①绝大多数煤系岩石的反射光谱曲线在可见光波段(400～780nm)和短波近红外波段(780～1 100nm)呈现出随波长增加的多重吸收谷。在长波近红外波段(1 100～2 450nm),明显的吸收谷主要集中在1 400,1 900,2 200,2 350nm波长,页岩、灰岩吸收谷的波长相对固定,而不同砂岩吸收谷的波长呈现出多种变化。②除碳质物质含量较高的碳质页岩外,同一煤矿各类煤系岩石与煤的可见-近红外波段反射光谱吸收特征差异明显。③当煤系页岩中碳质物质含量增大时,可见-近红外波段反射光谱曲线的光谱斜率和各明显吸收谷深度均呈先快速减小后趋于平缓的特点。     

青岛市主要农产品价格调查与分析

以2008年12月至2010年11月期间青岛市抚顺路蔬菜副食品批发市场的部分农产品价格数据为分析对象,重点对大白菜、茄子、大蒜以及精猪肉四类农产品的价格数据的时间序列进行了统计分析,发现大白菜与与茄子价格变化季度周期性明显,而茄子和精猪肉价格较为平稳;大蒜价格发生了跳跃性增长,与现实情况吻合.此外,采用3期移动平均法预测了精猪肉价格,拟合效果较好.     

花生叶面积指数与特征导数光谱的相关性

运用导数光谱分析技术,研究了不同氮肥水平下不同品种花生的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)与冠层导数光谱及其衍生参数的定量关系。结果表明,花生导数光谱在红边区域680~750 nm范围内与叶面积指数的相关关系比较稳定,在680~710 nm范围内呈正相关,在710~750 nm范围内呈负相关,685 nm和735 nm波段相关程度达到最大。在三边参数中,振幅参数优于面积参数优于位置参数,且仅有红边的面积、振幅、位置参数与花生LAI的相关性最好,相关系数分别为-0.9345、-0.9869和0.7632。在系列衍生参数中,RDr.b、RDr.y、NDDr.y与LAI呈极显著正相关关系外,其它衍生参数均与LAI呈极显著负相关关系,红蓝边面积差DSDr.b、红黄边面积差DSDr.y、红黄边振幅差DDr.y与LAI的相关系数分别为-0.9690、-0.9485、-0.9764,相关程度均较高。因此,研究认为,可以利用685 nm和735 nm两波段的一阶导数光谱、红边面积、红边振幅、红蓝边面积差、红黄边面积差、红黄边振幅差等来监测花生的叶面积指数。      

秋季太湖叶绿素a浓度荧光反演研究

基于2007年11~12月太湖全湖实测水质参数和光谱数据,首先利用高斯方程对遥感反射率进行过滤分解,找出叶绿素a(chl\|a)吸收峰675 nm以后的荧光反射峰(Fluorescence Peak:FP),再以662 nm处的反射率为基准,采用归一化荧光高度法进行叶绿素a浓度(C chl-a)反演,得到chl-a反演模型。基于高斯分解获取的chl-a的荧光反射峰值R(FP)与662 nm处的反射率R (662)比值［R(FP)/R(662)］与C chl-a之间存在显著的相关性,该模型为秋季太湖水体C chl-a的最佳反演模型。在高悬浮泥沙条件下,该模型能够较好地表示出叶绿素荧光高度与叶绿素浓度之间的关系,为C chl-a反演提供新的方法和依据,并为传感器敏感波段的选取和设置提供参考。     

高光谱数据特征选择与特征提取研究

高光谱遥感数据的最主要特点是: 传统图像维与光谱维信息融合为一体, 即“图谱合一”。针对高光谱数据波段多、数据量大、冗余度大等特点, 论述了特征选择和特征提取的若干算法, 分析了各自的优缺点。重点研究了导数光谱算法, 并针对二值编码的不足研究了其改进算法-- 四值编码算法。最后用编码技术和导数光谱技术提取了地物的光谱特征参数; 试验表明: 四值编码算法比二值编码算法效果更佳; 光谱导数阶数越高, 对地物特征的表达越有效。     

Seasonal variations of leaf area index of agricultural fields retrieved from Landsat data

The derivation of leaf area index (LAI) from satellite optical data has been the subject of a large amount of work. In contrast, few papers have addressed the effective model inversion of high resolution satellite images for a complete series of data for the various crop species in a given region. The present study is focused on the assessment of a LAI model inversion approach applied to multitemporal optical data, over an agricultural region having various crop types with different crop calendars. Both the inversion approach and data sources are chosen because of their wide use. Crops in the study region (Barrax, Castilla-La Mancha, Spain) include: cereal, corn, alfalfa, sugar beet, onion, garlic, papaver. Some of the crop types (onion, garlic, papaver) have not been addressed in previous studies. We use in-situ measurement sets and literature values as a priori data in the PROSPECT + SAIL models to produce Look Up Tables (LUTs). Those LUTs are subsequently used to invert Landsat-TM and Landsat-ETM+ image series (12 dates from March to September 2003). The Look Up Tables are adapted to different crop types, identified on the images by ground survey and by Landsat classification. The retrieved LAI values are compared to in-situ measurements available from the campaign conducted in mid July-2003. Very good agreement (a high linear correlation) is obtained for LAI values from 0.1 to 6.0. LAI maps are then produced for each of the 12 dates. The LAI temporal variation shows consistency with the crop phenological stages. The inversion method is favourably compared to a method relying on the empirical relationship between LAI and NDVI from Landsat data. This offers perspectives for future optical satellite data that will ensure high resolution and high temporal frequency.     

扎龙湿地龙泡子水深的高光谱建模研究

以扎龙湿地龙泡子为研究区,用实测高光谱数据和同步测量的水深数据,建立湿地湖泊的水深反演模型。通过分析水体反射率的一阶微分与水深之间的相关性来选取水深反演因子,建立了水深反演单波段模型和多波段模型,以波长832.05、839.87、809.08和774.76 nm建立的多波段线性模型效果较好,相对误差为5.90%,均方根误差为10.869 cm。湿地内影响因素较复杂,要深入研究水中杂质和水体底质的光谱特征才能进一步提高反演模型精度。     

Remote Sensing Inversion Method of Soil Iron Content in the Loess Plateau

The information of soil composition and its spatial distribution could be obtained quickly and efficiently by using spectral technology.In order to accurately estimate the content and distribution characteristics of soil Fe elements in the loess plateau,the typical loess in the eastern part of Yulin was collected in the field.Laboratory physical and chemical analysis,spectral determination and pretreatment,analysis of the correlation between soil iron content and reflection spectrum,screening sensitive bands,using partial least squares modeling to determine the best estimation model.The spectral reflectivity and the selected sensitive bands are mainly distributed at 500 nm,870 nm,1 700 nm and 2 200 nm.The original reflectivity(Ref) modeling results are relatively stable and the prediction effect is the best.The prediction set correlation coefficient R² is up to 0.73 and the Root Mean Square Error(RMSEP) is the smallest.After derivative transform(FDR and SDR) and continuum removal of CR transform,the prediction set R² is 0.61 and 0.64,respectively.The optimal estimation model of soil Fe content(Ref) was applied to the Sentinel-2 multi-spectral remote sensing image to obtain the remote sensing inversion map of soil Fe content by band interpolation.It was found that the distribution characteristics of soil Fe content in the studied area were closely related to the strata.The results of this study can provide support for remote sensing analysis of soil Fe element content and realize rapid spectral mapping of soil iron in the Loess Plateau.     

高光谱遥感数据光谱特征提取算法与分类研究

针对高光谱数据的特点,探讨了高光谱数据特征提取的若干算法,重点研究了导数光谱和光谱编码技术,并从地物光谱曲线中提取了其光谱吸收特征.对同类曲线特征求交得到识别地物的有效特征;对不同类曲线特征求交得到区分不同类地物的有效特征.最后基于提取的特征建立了地物识别决策树,从而达到快速识别分类地物的目的,能够实现依据地物光谱特征的地物识别与分类.     

我国古代造园手法在现代城市园林规划设计中的应用

中国造园有着悠久的历史和高深的造诣,在世界造园史上,它独树一帜,并对东、西方造园业产生了一定的影响。随着我国城市化进程的加快,如今的人们越来越渴望自然、亲近自然。如果我们敢于求教于先人,能够将这些先人们的造园法则运用于现代城市园林规划设计中的话,必将会为我国现代城市园林规划设计带来极大的帮助。     

一种基于关键词的中文文档图像检索方法

本文提出了一种基于关键词的中文文档图像检索方法,能在不经OCR(Optical Character Recognition)识别的情况下,直接利用中文字符的图像特征进行关键词检索。首先将文档图像分割成单个中文字符图像,接着对字符图像进行汉字笔画的特征数据提取,然后在特征数据间进行基于WMHD(Weighted Modified Hausdorff Distance)的相似性测量。该方法不受字号的影响,也有一定的抗字体能力,实验证明其具有较高的检索效果。