中贫营养湖泊叶绿素a预测模型探讨

在内陆水体水质遥感监测中,无论采用哪种方法,其模型都具有一定的局限性.不同营养状况的水域,水体光学特性的差异会引起模型适用性不同.目前,大多数学者研究范围主要集中在富营养状态水域,对于中/贫营养状态水域研究较少.为建立适合镜泊湖的叶绿素a水质监测遥感模型,结合2015年9月和2018年7月实测光谱数据,对镜泊湖不同叶绿素a浓度反演模型的精度进行了评价.结果显示,在所构建的8种模型中,三波段模型效果最佳,模型决定系数R2值为0.79,均方根误差RMSE(Root Mean Square Error)为0.34μg/L,平均相对误差MAPE(Mean Absolute Percentage Error)为20.6％.在此基础上,通过对比分析不同模型的适用性,得到如下结论:对于叶绿素a浓度跨度较小的镜泊湖水域,半经验半分析模型建模精度优于传统的经验模型;与三波段模型对比,在低叶绿素浓度及低浑浊水体中,增加近红外波段的四波段模型也可能带来一定的不确定性,从而降低反演精度.     

基于环境小卫星的凌河叶绿素a浓度定量反演

利用遥感技术对河流水质环境进行监测评价,实现河流水质的实时同步监测。以辽宁省大凌河朝阳市区段为研究对象,在获取实地监测数据和HJ-1B遥感影像的基础上,建立比值线性回归模型和模糊控制RBF神经网络模型,对水质参数叶绿素a浓度进行定量反演。试验表明,模糊控制RBF神经网络模型的叶绿素a浓度反演结果和精度明显好于线性模型,为凌河水质监测提供了一种较好的方法。     

基于Landsat影像的清河水库总悬浮物浓度反演模型研究

为了及时、准确的了解清河水库总悬浮物浓度情况,采用Landsat卫星OLI数据,通过SPSS软件分析计算OLI数据的单波段及波段组合与总悬浮物浓度之间的相关关系,选取相关系数最大者分别构建比值线性回归模型和非线性的最小二乘支持向量机模型(LS-SVM),对清河水库总悬浮物浓度进行了遥感定量反演研究。结果表明,相比于比值线性回归模型,LS-SVM模型将预测值与实际值的可决系数R2从0.686提高到0.88,平均相对误差从3.52%减小到3.16%,利用LS-SVM模型对总悬浮物浓度的反演精度显著提高。     

石佛寺水库叶绿素a浓度高光谱遥感反演

在水质测量评价中,通常将水体中叶绿素a的含量大小作为一个非常关键的指标。为获取石佛寺水库水体叶绿素a浓度反演模型,对石佛寺水库的水体进行光谱测量,获取水体光谱特征,并对采集的水样进行检测,得出叶绿素a浓度。在此基础上分析叶绿素a浓度与水体反射率的相关性,得到如下结论:石佛寺水库水体叶绿素a的浓度与反射比R_(702)/R_(674)和595 nm波长处反射率的一阶微分值都有较为明显的相关性(r~2分别为0.724 4和0.745 0)。     

铜胁迫下玉米叶片光谱STFT分析与叶片铜离子浓度反演

采集不同浓度梯度铜离子（Cu2+）胁迫下玉米叶片的可见光-近红外光谱及实测玉米叶片Cu2+浓度，采用短时傅里叶变换（Short-time Fourier transform，STFT）时频分析技术，研究不同浓度Cu2+胁迫下玉米叶片光谱的能量振幅响应，进而提取特征波段的振幅参数，利用偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）方法反演叶片Cu2+浓度。研究发现，玉米叶片光谱的STFT变换所得能量振幅峰值随Cu2+胁迫浓度梯度的增加呈先降低、后升高趋势，且随Cu2+浓度的升高不断向短波方向迁移。选取不同浓度梯度的能量振幅峰值波段为特征波段，利用特征波段上随频域变化的能量幅值，建立玉米叶片Cu2+浓度反演的偏最小二乘回归模型，模型R2为0.9863。选取相同培育期的另外2组植株数据为验证数据，进行相同STFT变换，利用建立的偏最小二乘回归模型对两组验证数据进行玉米叶片Cu2+浓度反演，并与验证组实测Cu2+浓度进行相关性分析，Cu2+反演R2分别为0.8806和0.7331（P<0.01），RMSE分别为1.563、2.619μg/g。研究表明，光谱的时频分析方法可用于Cu2+胁迫下玉米叶片的快速检测，为农作物的重金属胁迫监测提供了新的思路。     

基于无人机多光谱影像的矮林芳樟叶片含水率与叶水势反演

叶片含水率和叶水势反映植物组织中水分的状态,是衡量植物水分供应和水分利用效率的重要指标。为探究基于不同高度下无人机多光谱影像反演叶片含水率和叶水势模型的差异,本研究在3个飞行高度处理F30、F60、F100 (30、60、100m)下采集多光谱影像数据,通过使用6种光谱反射率+经验植被指数的组合与地面实测数据进行相关性分析,获得不同飞行高度下的光谱反射率+经验植被指数组合与叶片含水率和叶水势的反演模型及其决定系数,以决定系数为依据分别构建支持向量机（SVM）、随机森林（RF）和径向基神经网络（RBFNN）模型,分析不同飞行高度无人机多光谱影像反演芳樟叶片含水率和叶水势的精度。结果发现：3个飞行高度下,基于RF模型的反演精度均高于SVM模型和RBFNN模型。F30处理对叶片含水率与叶水势反演效果均优于F60和F100处理。F30处理对叶片含水率反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为红光波段反射率（R）、红边1波段反射率（RE1）、红边2波段反射率（RE2）、近红外波段反射率（NIR）、增强型植被指数（EVI）、土壤调节植被指数（SAVI）。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.845、0.548%、0.712%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.832、0.683%、0897%。对叶水势反演的敏感光谱反射率+植被指数组合为R、RE2、NIR、EVI、SAVI、花青素反射指数（ARI）。RF模型训练集的R2、RMSE、MRE分别为0.814、0.073MPa、3.550%;测试集的R2、RMSE、MRE分别为0.806、0.095MPa、4.250%。研究结果表明飞行高度30m与RF方法分别为反演叶片含水率和叶水势的最优光谱获取高度与最优模型构建方法。本研究可为基于无人机平台的矮林芳樟水分监测提供技术支持,并可为筛选无人机多光谱波段与经验植被指数、实现植物长势参数快速估测提供应用参考。     

基于无人机多光谱影像和XGBoost模型的城市河流水质参数反演

为建立针对城市河流水质参数稳定且准确的无人机遥感反演模型，以邯郸市境内滏阳河5个河段为研究样区，基于三期无人机多光谱影像和水体氨氮浓度实测数据，构建了4种数学统计模型与XGBoost模型，并在模型验证和评价的基础上选取最优模型对研究区氨氮浓度进行时空分布反演及分析。结果表明：(1)XGBoost模型反演效果优于数学统计模型，决定系数、均方根误差、平均绝对百分比误差整体优于数学统计模型，表现出较强的拟合能力和较高的预测精度；(2)无人机遥感反演技术适用于城市河流氨氮浓度反演，多光谱数据B1波段在建模中起关键作用；(3)邯郸市滏阳河流域各河段的整体氨氮浓度依次为2020年12月>2020年8月>2021年5月，呈现出一定的季节性差异特征。     

基于无人机遥感的冬小麦叶绿素含量多光谱反演

以杨凌地区冬小麦为研究对象,使用六旋翼无人机搭载RedEdge多光谱相机进行叶绿素监测试验。共选取65个样本,每个样本为1 m×1 m的样地,在样地内选取小麦冠层的7片叶片,测量相对叶绿素含量SPAD值,取平均值作为实测值,GPS记录位置信息。地面数据测量与无人机飞行测量同步进行。用Pix4D mapper软件对无人机多光谱影像进行拼接处理,得到4个波段下小麦冠层叶片反射率光谱图像,并利用ENVI 5.1软件提取光谱反射率数据。选取8种常用光谱参数,其中与小麦SPAD相关性较高的有SAVI、EVI2、DVI、RVI、NDVI、EVI和ARVI共7种,相关系数均在0.67以上。用7种光谱参数和小麦SPAD实测值,使用一元线性回归法和多元线性回归法构建反演模型并进行精度分析,结果表明:一元线性回归法构建的SPAD-SAVI模型精度最佳,决定系数(R~2)为0.866,均方根误差RMSE为0.245,可作为无人机遥感快速、无损监测冬小麦叶绿素的技术手段。     

高氟地区平原水库高锰酸钾指数的定量遥感研究

以高氟地区沧州大浪淀水库作为研究对象,将实测的高锰酸钾指数和TM遥感数据反射率进行回归分析处理,构建了高锰酸钾指数与TM各波段多光谱定量遥感模型,并对TM3/TM5波段指数模型进行了定量反演,其结果符合水体实际水质分布情况,表明所建模型可应用于该水体高锰酸钾指数的监测需要,同时探讨定量反演水库氟离子浓度的可行性.     

冬小麦生育早期长势反演模型通用性研究

分析了生育早期(返青期、拔节前期、拔节后期)各阶段的冠层叶片光谱特性与叶绿素含量的关系,基于单波段反射率构建了一元预测模型,同样基于植被指数构建了多元叶绿素含量的反演模型,对两类建模方法构建的叶绿素含量预测模型进行了同生长阶段预测(SPV)和后续生长阶段的交叉预测(CPV),比较了模型的预测效果,得出了构建冬小麦生育早期冠层叶片叶绿素含量的通用预测模型的建模策略。研究结果表明:以返青期冠层叶片单波段反射率构建的一元反演模型,具有一定的模型通用性,能够较为准确的预测拔节前期的叶片叶绿素含量。利用偏最小二乘原理构建多元反演模型具有良好的通用性和较强的鲁棒性,能够较好地反演冬小麦生育早期冠层叶片叶绿素含量。而以MPRI、NDVI、RVI为组合构建的多元模型兼具通用性和简练性,可以作为多元预测模型构建的参考组合。     

1SZ-1型振动式深松机的设计

为降低国产深松机的能耗,运用理论分析与试验相结合的方法,优化1SZ-1型振动式深松机的结构和动力参数。在介绍振动式深松机工作原理和总体结构的基础上,综合各方面的因素,确定机具的主要工作部件及其参数。     

农网改造中应注意的技术问题

目前,各地正在开展大规模的、全面的农网改造工程.笔者结合规程要求和工作实践,浅谈农网改造中应注意的几个技术问题,供同行参考.1 合理规划,制订改造方案以往农网负荷密度小,供电半径偏大,导线截面较细,卡脖子线路、迂回供电线路普遍存在.这样末端电压在高峰时一般较低,极易造成电冰箱、空调器、洗衣机等家用电器因电流过大而烧毁,电视机等音像设备,常因电压过低而不能正常使用.     

改进GM(1.1)模型在变形监测中的应用

为了提高GM(1.1)模型的模拟及预测精度,对传统模型中的时间响应函数用台劳公式展开并取一次项化为线性形式.利用最小二乘法求解准则得到待求参数a、b的改正数从而得到一种改进的GM(1.1)模型.实例验证新模型在呈指数曲线高增长的序列时比原有模型提高了拟合的精度,达到了比较好的效果.     

1STJ-1型土壤捡石机样机试验研究

1STJ-1型土壤捡石机样机研制完成后,在给定拨石轮转速的条件下,以捡石深度、前进速度和栅齿入土角为因素,以平均牵引阻力为试验指标,对该机进行捡石试验研究,采用正交试验的方差分析,确定3因素对试验指标的影响程度,并确定较优的操作参数范围,为进一步研究和推广作出理论指导.