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地质出版社出版

基于分数阶微分的土壤全氮高光谱反演

陈昊宇, 项磊, 高贺, 牟金燚, 索晓晶, 滑博伟. 2023. 基于分数阶微分的土壤全氮高光谱反演. 自然资源遥感, 35(3): 170-178. doi: 10.6046/zrzyyg.2022376
引用本文: 陈昊宇, 项磊, 高贺, 牟金燚, 索晓晶, 滑博伟. 2023. 基于分数阶微分的土壤全氮高光谱反演. 自然资源遥感, 35(3): 170-178. doi: 10.6046/zrzyyg.2022376
CHEN Haoyu, XIANG Lei, GAO He, MU Jinyi, SUO Xiaojing, HUA Bowei. 2023. Hyperspectral inversion of total nitrogen content in soils based on fractional order differential. Remote Sensing for Natural Resources, 35(3): 170-178. doi: 10.6046/zrzyyg.2022376
Citation: CHEN Haoyu, XIANG Lei, GAO He, MU Jinyi, SUO Xiaojing, HUA Bowei. 2023. Hyperspectral inversion of total nitrogen content in soils based on fractional order differential. Remote Sensing for Natural Resources, 35(3): 170-178. doi: 10.6046/zrzyyg.2022376

基于分数阶微分的土壤全氮高光谱反演

详细信息
    作者简介: 陈昊宇(1995-),男,硕士,主要从事自然资源调查、高光谱遥感研究。Email: chenhaoyu0807@163.com
  • 中图分类号: TP79

Hyperspectral inversion of total nitrogen content in soils based on fractional order differential

  • 为快速无损地获取托克托县土壤全氮含量,满足当今精准农业的要求,文章以研究区内120个采样点的土壤全氮含量与高光谱数据为数据源,利用分数阶微分(1~2阶)间隔0.1对光谱数据进行处理,筛选敏感波段,利用支持向量机(support vector machine,SVM)与BP神经网络模型共建立24个土壤全氮反演模型,结果表明: ①经过分数阶微分处理后,光谱的波峰、波谷处信息被放大,随分解尺度的增加,其余波段的反射率逐渐趋于0; ②原始光谱与土壤全氮的皮尔森相关系数r=0.61,经分数阶微分处理后,在1.1阶处达到最大值r=-0.67,绝对值较之前提升了0.06; ③BP神经网络预测模型结果优于SVM预测模型结果,本研究最佳土壤全氮预测模型为1.1阶微分处理后建立的BP神经网络模型,建模集R2为0.75,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.16,验证集R2为0.71,RMSE为0.16,相对分析误差(relative percent deviation,RPD)为2.06,可有效反演当地土壤全氮含量,相对于原始光谱建立的BP神经网络模型精度有较高提升。因此,利用1.1阶微分处理后的高光谱数据建立BP神经网络模型可实现对研究区土壤全氮含量的反演预测,可为当地精准农业的发展提供理论参考与技术支撑。
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出版历程
收稿日期:  2022-09-19
修回日期:  2023-01-05
刊出日期:  2023-09-19

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