基于Stacking集成学习的猕猴桃叶片叶绿素含量估算

叶绿素含量能有效表征植物光合作用强度，是反映植物生长状况的重要参量之一。以秦岭北麓壮果期猕猴桃叶片为研究对象，分别测定其叶绿素含量和光谱反射率，通过分析380～1 000 nm范围内高光谱参数与叶绿素含量的相关性，筛选出估测模型的输入特征，选择随机森林、极限梯度提升树、K-近邻、LightGBM算法和岭回归作为基模型，线性回归作为元模型，建立基于Stacking集成学习的猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型，并通过网格搜索和交叉验证提高模型泛化能力，将Stacking模型与多个单一模型进行比较。结果表明：(1)不同叶绿素含量的猕猴桃叶片高光谱反射率变化趋势基本一致，在380～1 000 nm范围内呈现“一峰两谷一平台”的特点；(2)各高光谱参数与猕猴桃叶片叶绿素含量相关性较好，优化光谱指数和传统光谱指数中与叶绿素含量相关性最高的分别是比值光谱指数(RSI′_581,438,r=0.947)和红边位置(r=0.914);(3)与多个单一模型相比，Stacking集成模型的估算精度最高(R²=0.807,MAE=0.334,RMSE=0.136),同时，其...     

延河流域耕层土壤养分空间变异及与地形因子的相关性研究

了解耕层土壤养分空间变异规律及其与地形因子的相关关系,以期为土壤养分有效利用和农业管理提供理论依据。以延河流域为研究对象,利用地统计学与GIS相关方法,研究土壤空间分布及变异规律,并基于DEM数据提取相关地形因子,分析流域尺度下地形因子对土壤养分空间分布的影响。研究区耕层全氮和有机质处于较低水平,速效钾和有效磷处于中等水平,pH呈弱碱性,空间变异大小依次为速效钾>有效磷>全氮>有机质>pH。构建的土壤养分指标半方差函数决定系数均大于0.6;土壤pH空间分布最为破碎;土壤速效钾和pH块金系数小于25%,主要为结构性因素影响;土壤全氮、有效磷、有机质具有中等水平的块金效应,受结构性因素和随机因素共同作用;其中有效磷块金系数最大,人类活动对其空间变异影响更大。全氮与有机质分布规律由西北向东南先递增后递减,速效钾呈现由西北向东南波浪形递减的分布格局,有效磷整体分布趋势表现为由中游向上下游降低,土壤pH沿某一方向变化的趋势不强。土壤养分空间变异情况与地形因子的相关关系相一致。在地势较低且平坦的区域内,更有利于农业生产,土壤养分较为充足;在高海拔、地形起伏较大区域养分含量相对较低。     

基于无人机高光谱分数阶微分玉米SPAD值估算

以夏玉米为研究对象，基于无人机高光谱数据和野外玉米冠层叶片实测SPAD值，以0.2阶为步长，计算光谱0～2阶分数阶微分，分析其与玉米冠层实测SPAD值之间相关性，筛选相关系数绝对值前10波段为特征波段组合，构建并比较玉米冠层叶片SPAD值的支持向量回归模型(SVR)、反向传播神经网络模型(BPNN)和麻雀优化算法随机森林模型(SSA-RFR)。结果表明，经分数阶微分变换可显著提高与SPAD值相关性，其中以0.6阶698 nm处相关系数绝对值最大；基于分数阶微分模型整体精度高于整数阶模型，其中基于分数阶微分的SSARFR模型精度最高，R²为0.706，较整数阶提高32.46%,RMSE和MRE分别为2.444和3.579%，较整数阶降低13.46%和12.95%。     

基于Sentinel-2多光谱数据和机器学习算法的冬小麦LAI遥感估算

为了丰富大田尺度下冬小麦叶面积指数的遥感估算方法并提高估算精度,以关中地区冬小麦为对象,基于Sentinel-2多光谱卫星数据与地面同步观测的冬小麦叶面积指数样点数据,应用偏最小二乘回归(PLSR)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林(RF)法构建冬小麦叶面积指数估算模型,进行区域冬小麦叶面积指数遥感反演.结果表明...