基于演化算法的冬小麦生长期冠层含水量遥感反演研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:elenganse
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植被含水量是表征作物健康状态的重要指标,及时准确地获取大范围冬小麦生长期的冠层含水量,有利于获取小麦生长信息、开展干旱胁迫评估、指导精准灌溉,对建设高标准农田和保障粮食安全具有重要意义。传统实地测量方法耗时耗力,易破坏田间作物,且只能单点采样。近年来,中高分辨率遥感卫星Landsat-8和Sentinel-2以多光谱和高时效的优势,为快速获取大范围冬小麦冠层含水量提供了数据支撑。然而,受影像空间分辨率的限制,在冬小麦生长期间,田块内存在大量小麦和土壤的混合像元,土壤效应对小麦冠层含水量的反演影响较大且难以有效消除。此外,在目前已有研究中,基于Landsat-8和Sentinel-2数据对冬小麦整个生长期的冠层含水量的反演研究较少。基于此,本研究以河北省无极县及周边农田为研究区,综合Landsat-8和Sentinel-2数据时相互补优势,开展了整个生长期的冬小麦冠层含水量反演研究。主要开展了如下工作:(1)冬小麦种植信息的提取。基于支持向量机分类方法对Sentinel-2影像(2017年4月18日)进行分类,提取麦田空间分布信息,提取精度达94.5%。采用照相法获取冬小麦田间尺度的覆盖度数据,作为实测数据,验证后续冬小麦覆盖度遥感反演结果。(2)基于三种植被指数(NDVI、MSAVI、EVI),采用回归模型和像元二分模型反演冬小麦不同生长期的植被覆盖度。实测数据验证显示,基于EVI的像元二分模型的反演结果精度最好,能够反映不同生长期冬小麦覆盖度的变化,可作为量化土壤效应的关键参数,用于后续反演。(3)基于混合像元分解思想,以植被覆盖度作为量化指标,建立混合像元线性分解模型,模拟麦田总体含水量。将模拟值与4种植被水指数(RMSI、SRWI、NDWI、NDII)进行的回归分析,选取最优回归模型构建反演方程,并利用演化算法进行优化反演。结果显示,Sentinel-2数据反演结果精度最高,其中,粒子群算法反演结果(R~2=0.762,RMSE=4.0%)优于遗传算法反演结果(R~2=0.764,RMSE=4.7%)。结果表明,量化小麦冠层和土壤背景的线性混合比,可以有效消除土壤对小麦冠层含水量反演的影响,提高反演精度。本文基于混合像元线性分解模型和演化算法,实现了对华北地区不同生长期的冬小麦冠层含水量的多时相、高精度反演,提供了一种快速、准确反演大面积冬小麦冠层含水量反演方案,为大规模开展冬小麦生长期实时监测提供技术支撑。同时表明,利用中高分辨率光学遥感数据(Landsat-8和Sentinel-2)监测作物冠层含水量具有重要的应用潜力。
其他文献
全球气候变暖给人类生活、生态环境和社会经济带来了严重的影响。在全球变暖的影响下,与人类生活密切相关的陆地气温也在不断变化,正确认识全球陆地气温变化以及人类活动对其产生的影响具有十分重要的意义,而联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新的第六次评估报告缺少针对全球陆地气温变化的最新评估和归因结论。因此本文结合最新观测资料(CRUTEM5)和国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的模式资料,
学位
拥有清晰的科研战略和先进的科研管理手段,是工程勘察设计这类技术密集型企业进一步发展的重要前提。企业科研管理水平的高低在一定程度上影响工程勘察设计企业的地位和作用,合理科学的科研管理工作方法能促进企业的科研水平提升,更好地适应我国社会主义经济建设的发展需求。本文通过从企业的规划、制度、信息化、资源配置及成果应用等方面进行剖析,提出全面提升科研管理水平的方法和建议,从而形成符合企业发展,合理科学的科研
期刊
<正>阳春布德泽,如潮掌声见证如磐初心。浩荡春风中,全国两会圆满落下帷幕,习近平同志全票当选国家主席、中央军委主席,充分体现全国各族人民对总书记以身许党许国崇高品质的高度认可,充分展现我们党和国家强大的凝聚力与向心力。汇聚磅礴力量,书写崭新华章,总书记卓越的治国理政方略激励各行各业坚定信心、奋发进取,驰而不息、久久为功推动经济社会持续健康发展,以新作为推动高质量发展取得新成效。春光晴好时,来自工程
期刊
黑碳(Black carbon,BC)作为含碳物质不完全燃烧的产物,其正向气候强迫仅次于CO2,由于具有粒径小、比表面积大以及辐射强迫等特征,对区域和全球气候与环境及人体健康产生巨大影响。我国作为全球气候变化的敏感区和显著影响区,BC排放始终处于较高水平,这给我国在国际气候谈判中带来巨大压力。本研究基于可获取的地面观测站点和再分析资料,揭示了我国近40年(1980~2019年)大气BC浓度逐像元-
学位
常绿阔叶林是我国亚热带区域典型的植被类型,是全球森林碳汇的重要组成。土壤呼吸,作为陆地生态系统第二大碳通量,对于森林碳汇功能具有重要的影响。随全球变化的加剧,亚热带森林正面临区域氮沉降增加的持续影响。相对于氮,该区域森林更容易受到磷的限制。区域氮沉降增加是否会加剧亚热带森林土壤磷限制,进而影响土壤呼吸及其组分,即,根呼吸、菌根真菌呼吸及微生物呼吸,目前尚不清楚,极大地限制了未来氮沉降增加背景下对该
学位
在高等教育领域内,基于学位所具有的重要意义,撤销已经获得的学位对当事人来说无疑是最为严重的一种惩戒手段。一旦发生学位撤销事件,当事人通常会诉诸于法律。在此过程中,法院如何进行审查,其重要性不言而喻。本文通过对已经进入到司法审查领域的学位撤销案件进行整理分析,发现不同法院在审理此种具有类型化特征的案件时所体现出来的审查强度却存在较大差异,为了有效维护当事人的合法权益,达到同案同判的法律效果;也为了不
学位
数学作为一门基础课,其本身具有抽象的特性,学习数学能有效地培养和增强学生的学习能力和思维能力,在学生学习和应用知识方面能起到很大的作用。要想加强学生对数学的理解,首先要注重让学生在快乐的课堂氛围中体验数学学习的乐趣,全面提高数学综合能力。初等教育是学生知识发展的基本阶段,注重提高教育质量可以为学生后续的学习奠定扎实的基础,从而提高学习效果。而要想使小学数学教学质量得到提高,教师就要从多个角度出发,
期刊
随着医学影像人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的发展,人工智能方法日益成为计算机辅助诊断(Computer-Aided Diagnosis,CAD)研究的主流方法。借助CAD系统,影像科医生可以快速地获得计算机的辅助诊断结果作为参考,有利于更准确地做出最终的诊断与决策。为了让临床医生可以更便捷地使用CAD系统,自动化的全流程CAD系统是未来的发展方向之一。医学影像
学位
阶梯水价制度,是指在合理核定居民生活用水及各类企业营业用水基本用量的基础上,对定量以内的用水实行低价,超过定量的用水实行累进加价。对于我国城镇用水而言,阶梯水价制度包含居民生活用水阶梯水价制度、非居民用水超定额累进制加价制度。科学有效的阶梯水价梯度结构能够促进节水优先实施,但目前阶梯水价中水量和水价的梯度设置尚未充分发挥对节水的激励作用。本文的主要研究内容与所得结论如下:1、以我国288个实施三级
学位
面向老年群体的日常照护是当下我国正在面临的重要民生问题。在老龄人群的日常生活中,跌倒是发生频率最高且对老人健康带来威胁最为严重的事件,如何实时发现、预防、干预跌倒事件,降低跌倒发生概率,减少其对老年群体生活质量的影响,是养老照护相关行业一直面临的行业难点。随着信息技术、数字智能技术的飞速发展,研究学者们开展了一系列面向跌倒问题的检测、建模、预测研究,以期为老年群体的跌倒问题提供新的解决方案。然而,
学位