冬小麦叶绿素含量高光谱检测技术

以大田冬小麦叶绿素含量为研究对象,首先利用高光谱成像系统以线扫描方式获取其反射光谱图像,选择感兴趣区域(ROI)并计算出光谱平均反射率值;然后分别针对其原始光谱和一阶差分光谱,通过相关分析和逐步回归分析,得到能反映叶绿素含量变化的7个最佳优化波长;进而基于该优化波长采用多元线性回归(MLR)方法组建模型,通过假设检验剔除对模型贡献不显著的3个波长变量。选用剩余的4个波长即710.85、767.42、650和520 nm作为自变量重新建立模型,基于校正集和预测集模型的决定系数R2分别为0.843 4和0.709 3。研究结果表明,利用高光谱技术检测大田冬小麦叶绿素含量的方法是可行的。

亚热带红壤全氮的高光谱响应和反演特征研究

利用高光谱遥感技术反演土壤性质已经成为土壤学和遥感科学研究领域的新手段，特别对土壤化学元素含量的高光谱反演，已成为土壤元素快速监测方法的的研究热点。以往研究往往关注不同类型土壤的化学元素光谱响应特征模型，以试图找到普适性的元素一光谱反演模型。由于成土因素的复杂性，土壤类型及其化学元素分布具有明显的空间异质性特征，宏观尺度上的土壤一光谱统计反演模型客观上具有较大的不确定性。若范围缩小到同一个气候带，土壤生物地球化学反应过程较相似，土壤化学元素一光谱反演模型的不确定性相对较小。以福州市为研究区，采集福州市典型红壤样品135个，研究土壤全氮含量的高光谱响应特征，对土壤样品在350～2500nm的光谱反射率分别进行倒数对数、微分等五种变换，分析变换后的光谱信息与土壤总氮含量的相关性，筛选出强相关敏感波段，通过设计不同的建模和验证样品比例，用逐步多元线性回归获得福州土壤的氮元素高光谱反演优化模型。结果表明：亚热带红壤全氮的敏感光谱波段为：可见光634～688nm和红外872，873，1414和1415nm；亚热带沿海地区土壤全氮一高光谱反演的优化模型为：Y-5．384X664-1．039（决定系数彤为0．616，均方根误差为0．422nag·g^-1，检验R^2为0．608，均方根误差为0．546mg·g。），该模型可以用于福州地区土壤全氮的光谱快速监测。

冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法研究

研究了4℃冷链条件下,冷却猪肉在1-14 d贮藏期间,表面菌落总数与400-1 100 nm光谱范围内相应高光谱图像的关系,提出了一种基于高光谱技术的冷却猪肉表面菌落总数的快速无损检测方法。并采用多元线性回归和偏最小二乘回归两种统计分析方法分别建立预测模型,均得到较好的预测结果,其预测集相关系数RV分别为0.886和0.863。实验结果表明,利用高光谱技术可以较好地定量分析冷却猪肉表面的菌落总数,应用该技术对冷却猪肉品质安全进行快速无损评价是可行的。

基于线性回归算法的春玉米叶面积指数的冠层高光谱反演研究

利用辽宁锦州地区2013年生长季不同土壤水分控制条件下的春玉米冠层高光谱数据,及对应的植株叶面积指数(leaf area index,LAI)数据,分析在不同发育期内不同生长状况下的春玉米冠层高光谱特征及其与植株叶面积指数的关系。采集并计算共313组有效样本,包括350~2 500nm波段范围光谱的反射率、反射率倒数的对数、反射率一阶导数及LAI,应用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法,对剔除了受大气水分影响较为严重光谱波段的其他波段数据进行降维,构建叶面积指数的全波段冠层高光谱数据模型,并进行精度检验与比较。结果表明,春玉米LAI与光谱反射率在可见光波段(350~680nm)、红外波段(1 430~1 800和1 950~2 450nm)均呈显著的负相关;反射率倒数的对数在对应区间为显著的正相关;反射率一阶导数则在可见光和近红外波段(350~1 350nm)存在较显著相关波段。三种全波段冠层高光谱数据在春玉米LAI的线性回归中,偏最小二乘法在以冠层反射率为自变量的模型构建中,比多元逐步线性回归拟合度好,其总均方根误差为0.480 7;以冠层光谱反射率的倒数的对数及一阶导数为自变量,应用逐步线性回归法建模,拟合度较好,其总均方根误差分别为0.333 5和0.348 8;三种光谱数据的春玉米LAI两种回归算法中,以冠层反射率倒数的对数为自变量,应用逐步线性回归方法建模的拟合度最佳。

肉品挥发性盐基氮的高光谱无损快速检测

目的 建立利用高光谱成像技术对生鲜猪肉的挥发性盐基氮含量进行快速无损伤检测的方法.方法 利用400～1100 nm光谱范围的高光谱成像系统,获取猪肉表面的高光谱图像信息,通过洛伦兹函数对其表面的扩散信息进行拟合,结合偏最小二乘回归和多元线性回归两种方法,分别建立预测猪肉TVB-N含量的预测模型.结果 利用洛伦兹三参数组合[abc]结合MLR方法建立预测猪肉TVB-N含量的模型效果优于PLSR模型,预测相关系数达到0.90,标准差为4.67.结论 高光谱成像技术可以快速无损伤检测肉品挥发性盐基氮.

北京地区粘壤土全氮含量的光谱预测模型

为实现快速准确地测量土壤的全氮含量,以北京地区粘壤土为样本,对其进行化学测量和光谱分析。利用波长为350~2 500 nm的光谱数据与实际测得的全氮含量进行相关性分析,选取相关性最大的特征波段构建土壤全氮含量的估算模型。将原光谱反射率和吸光度分别进行一阶微分、二阶微分变换,力求建立精准优化的土壤全氮含量预测模型。结果表明：反射率和吸光度与土壤全氮含量的相关性低,无法用于构建土壤全氮含量预测模型。在其他变换形式中,反射率二阶微分和吸光度二阶微分与土壤全氮含量的相关性最显著,相关系数的绝对值最大分别为0.868和0.846。相关性最大的特征波段为425~527 nm、819 nm、1 390~1 391 nm和2 200~2 219 nm。采用一元线性回归和多元逐步回归建立预测模型,最终得到土壤全氮含量最优估算模型以吸光度二阶微分为自变量的多元逐步回归模型,说明光谱结合多元逐步回归法预测土壤全氮含量的方法是可行的。最优模型决定系数R2为0.829,统计量F为86.377,均方根误差RMSE为0.104。该模型可用于预测北京地区粘壤土的土壤全氮含量。

多元线性回归模型参数的STLS估计法及其在工程造价预测中的应用

针对传统最小二乘估计法忽略多元线性回归模型设计矩阵部分元素受误差影响的问题,提出采用结构整体最小二乘法估计模型参数,该方法同时考虑设计矩阵的误差和结构特性,以及与观测矢量异方差的情况。定义了结构整体最小二乘法估计模型参数的函数模型和随机模型,采用拉格朗日乘数法推导了其迭代解算的公式,并设计了相应的迭代算法。最后,通过模拟数据和建筑工程造价实测数据实验对算法的可行性和优越性进行了验证。

基于多元线性回归模型和灰色理论的山东省用电量预测

在分析影响山东省全社会用电量因素的基础上,应用多元线性回归理论对山东省1990—2012年的经济统计数据进行分析,得到山东省全社会用电量的多元线性回归模型,经过统计学相关检验表明,所获得的模型精确性较高.结合灰色预测法,将GDP、城镇居民人均可支配收入和人口总数的预测值作为多元线性回归预测方程的输入,计算出山东省2013—2020年的全社会用电量.分析结果表明,全社会用电量与GDP、城镇居民人均可支配收入和人口总数具有高度相关性,用电量在今后一段时期将保持持续增长的态势.

基于灰色多元线性回归组合模型的中国社会消费品零售总额影响因素及预测研究

影响中国社会消费品零售总额因素众多,但研究社会消费品零售总额组合模型尚属空白领域。通过Shapley值法构建灰色多元线性回归组合模型改善了原有灰色模型中没有考虑线性因素和线性回归模型中没有考虑指数增长趋势的缺陷,同时能公平反应组合中各种方法对组合的平均贡献及重要性。灰色多元线性回归组合模型对社会消费品零售总额预测结果显示,在保持现状的基础上,在未来的一定时期内,社会消费品零售总额将继续保持稳速增长趋势。

联合预测在中国人口总量预测中的应用

人口问题是制约中国经济发展的重大问题之一,实行计划生育以来,我国的人口增长水平虽然放缓,但由于人口基数庞大,人口的增长数量仍然相当的可观,因此,准确的预测未来总人口数量对于制定相应的政策法规以保证经济的快速发展具有重大意义。基于过去年份的人口数据,利用ARIMA模型和回归模型来预测未来中国的人口数量,并利用联合预测将两种预测结果进行加权平均,以达到更高的预测精度,为人口预测提供了一种简单高效的预测模型。

冬小麦叶片光合特征高光谱遥感估算模型的比较研究

【目的】光合作用是农作物产量和品质形成的基础,农作物光合参数的准确定量遥感反演不仅能够了解农作物的生长发育和有机物累积状况,还能为基于遥感的生态系统过程模型提供参考。为快速准确的估算光合特征参量,本研究综合原始光谱、3种传统光谱变换技术和4种模拟方法构建冬小麦3种光合参数的高光谱反演模型,探讨高光谱反演冬小麦光合参数的可行性,对比不同类别光谱和模拟方法的适用性。【方法】本研究基于氮肥施用条件冬小麦气体交换和高光谱田间试验,获取不同叶位叶片的最大净光合速率(Amax)、PSⅡ有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)、光化学猝灭系数(qP)和高光谱反射率,并对原始高光谱进行倒数、对数和一阶微分变换。根据3种光合参数和4种光谱的相关性分析结果,筛选显著性水平优于0.01的波段作为输入变量,采用偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)、多元线性回归(MLR)和人工神经网络(ANN)等方法建立冬小麦叶片光合参量反演模型,以建模和验证的决定系数(R^2)和均方根误差(RMSE)为依据,对不同模型的模拟精度进行比较分析。【结果】(1)3种光合参数和4种光谱的相关性分析结果表明,原始、倒数和对数光谱对3种光合参数(Amax、Fv′/Fm′和qP)的敏感谱区均集中在400—750 nm波谱区间,一阶导数光谱对3个光合参数的敏感谱区为470—560、630—700和700—770 nm波谱区间。(2)Amax、Fv′/Fm′和qP的最优反演模型组合分别为基于倒数光谱的MLR模型、基于一阶导数光谱的MLR模型和基于原始光谱的MLR模型。模型的建模R2分别为0.75、0.65和0.65,验证R2分别为0.73、0.59和0.44,表明基于高光谱模拟Amax和Fv′/Fm′切实可行,模拟qP的有效性需要进一步验证。(3)不同变换的光谱表现能力不同,以PLS模拟Amax为例,光谱的表现能力顺序为原始光谱>倒数光谱>对数光谱>一阶导数光谱。(4)不同模型的估算能力也存在明显差异,以基于原始光谱的Amax模拟为例,不同模型的估算能力顺序为MLR>PLS>ANN>SVM。【结论】通过对比分析4种光谱和4种模拟方法对3种冬小麦光合参数的高光谱反演结果发现,Amax和Fv′/Fm′可以很好通过高光谱进行模拟,而高光谱对qP解释能力偏低,有待进一步研究。高光谱信息对冬小麦光合参量具有较强的敏感性,同时受光谱类型和模拟方法的影响,可以用来监测冬小麦光合能力的动态变化,为把握农作物生长状况提供依据。

生鲜猪肉细菌总数的高光谱特征参数研究

目的通过对高光谱数据进行洛伦兹拟合参数的分析,讨论高光谱技术对生鲜猪肉细菌总数预测的可行性。方法 63个猪肉样品贮存于4℃冰箱中,每天随机取出4块样品,在400～1100nm波长范围内获取猪肉表面的高光谱散射图像,从高光谱图像中提取猪肉的反射光谱曲线,利用洛伦兹函数进行拟合,然后用单参数和不同参数结合的方法建立多元线性回归模型。结果多参数结合的方法比单个参数建立的模型更好,最好的模型结果是三个参数结合建立模型,校正集相关系数为0.96,标准差为0.42;预测集相关系数为0.89,标准差为0.46。结论利用高光谱成像技术结合洛伦兹函数对快速检测猪肉细菌总数具有一定的可行性。

各向同性同质区域选取的高光谱遥感图像噪声估计方法

在现有高光谱遥感图像噪声估计方法中,同质区域的选取通常是最关键的步骤,有效的同质区域选取方法能够提高图像的噪声估计精度。本文充分利用了高光谱遥感图像中丰富的空间信息和光谱信息,提出了一种各向同性同质区域选取算法,其中,为了更好地区分同质区域内像元相似度,构造了一种新的兰氏-光谱角度量;结合基于多元线性回归的去相关法,通过最优区域评估高光谱遥感图像噪声水平。利用不同结构及信噪比的模拟图像和真实高光谱遥感图像进行实验,通过与现有的多种噪声估计方法比较,验证了本文方法在针对不同噪声水平、不同复杂程度的图像时更加准确和稳定。

急性心肌梗死患者住院总费用的影响因素分析

目的对陕西某三甲医院的急性心肌梗死患者住院总费用进行研究,探究该医院急性心肌梗死患者住院总费用的影响因素,为医院建立健全成本核算体系、降低经营成本、促进医院的运营管理提供思路。方法从陕西某三甲医院信息科、病案室等部门采用回顾性调查研究的方法收集数据,共收集2019年1月至2020年12月急性心肌梗死出院患者病历1434份,采用描述性分析、非参数检验、单因素分析和多元线性回归等方法分析住院总费用的变化趋势、构成情况及其影响因素。结果单因素分析表明年龄、有无固定收入、医疗付费方式、是否手术、住院时间和离院方式均对急性心肌梗死患者住院总费用具有影响(P<0.05),多元逐步线性回归分析结果表明是否手术(β=1.569,P<0.001)和住院时间(β=0.070,P<0.001)是急性心肌梗死患者住院总费用的主要影响因素。结论该院住院总费用控制在较稳定水平,2020年较2019年急性心肌梗死患者住院总费用有下降趋势。优化诊疗流程,规范收费制度,严格把控住院患者手术和住院时间等措施将有利于合理控制费用。

我国区域能源消费结构及可持续发展的研究

针对能源总量的控制,综合使用灰色关联度分析、模糊聚类分析、多元线性回归等方法,分别构建能源消费特征分类、经济指标相关性、能源消耗需求估计值和阶段考核方案等模型,运用Matlab7、Eviews6、SPSS等软件,对各省份能源消耗特征进行分类,得到能源消耗总量与资源禀赋、能源消费结构、经济发展水平之间的关系,制定我国能源消费总量分配方案。

基于全变差模型的自适应参数选择方法

针对全变差去噪模型中不能自适应调整正则项参数的缺点,基于Chambolle对偶算法,提出一种自适应对偶投影算法。通过构建全变差模型中的权重与正则项和逼近项之间的函数关系,根据不动点迭代理论,得出权重的更新准则。对于模型中新引入的参数选取问题,根据多元线性回归模型拟合出新参数的选取模型,通过显著性检验,验证了该拟合模型的有效性。实验结果表明,该算法能有效改善去噪效果。

民房平台上方直流合成电场的畸变特性分析

邻近直流输电线路的民房平台是重要的环境敏感点,掌握其上方的合成电场分布特性对环境影响评价和线路优化设计至关重要。首先,提出平台畸变系数,并利用正交设计分析畸变系数与线路参数和平台参数的关联关系;然后,在实验室开展平台上表面的合成电场模拟试验,获得平台上方合成电场的分布特性,验证了结果的准确性;最后,利用多元线性回归方法获得中心点畸变系数与平台尺寸之间的拟合公式。结果表明,对于常规的超特高压输电线路,平台畸变系数近似仅与平台尺寸相关,而与输电线路参数无关;平台上方的合成场强呈现“U”形分布,仿真结果与试验结果相符合,负极性侧最大相对误差仅为7.17%;平台畸变系数中心变化慢,边沿变化快,10%的变化区域可涵盖平台上方的60%范围;中心点畸变系数与平台高度、平台长度的倒数基本呈线性关系,拟合优度达0.997。该研究成果可为邻近民房的直流输电线路优化设计和环境影响评价提供技术依据。

基于MLRA技术的变电工程造价新评价指标体系研究

针对我国变电工程造价评价传统指标单位主变电容量(元/MVA),以60个500KV典型变电工程为样本,首先经过文献研究分析,筛选出变电总容量、无功补偿容量、高压侧出线回路数和高抗器容量等4个指标进行工程造价关键影响因素分析.其次利用多元线性回归分析(Multiple linear regression analysis)技术进行因素相关性检验与敏感性分析.再次根据生产要素理论将关键影响因素设计进新评价指标中,指出它们的应用范围,组建新评价指标体系.最后进行样本检验以确保结论的准确性.结果表明评价指标体系的建立,弥补了传统造价评价指标缺陷,同时能够显著提高变电工程造价管理水平.

城市居民区土壤重金属含量高光谱反演研究

为探讨运用土壤光谱估算城市居民区土壤重金属含量的可能性,以上海闵行居民区土壤重金属Cu.Pb.Zn元素为研究对象.通过采集土壤样本,分析土壤光谱信息,构建基于高光谱的土壤重金属多元线性逐步回归(MLSR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型。结果表明:通过倒数一阶和对数一阶微分变换能有效增强土壤重金属的光谱特征;土壤Cu、Pb和Zn元素最优波段分别出现在1 042.7nm.706.84nm和1 404.8nm处;从模型稳定性和精确性来看,PLSR模型较优于MLSR模型。土壤Cu、Zn元素验证RMSE值仅为研究区该重金属含量均值的10%左右,拟合精度高。与Cu、Zn元素相比,Pb元素决定系数R^2在0.64-0.88.模型稳定性较好。通过对光谱数据的预处理,采用偏最小二乘回归模型可有效提高估算城市居民区土壤重金属含量的精度。

接种AM真菌对玉米生长的影响及叶片全氮含量的高光谱估测

为了快速、准确测定玉米叶片中的全氮含量,实现利用高光谱遥感技术对微生物修复作用下氮元素的监测,现设接种丛枝菌根(M)和不接种菌根的对照组(CK),分别测定2个处理下叶片理化参数和光谱反射率数据,研究接种AM真菌对玉米生长的影响并采用逐步回归分析法建模反演叶片全氮含量。结果表明:接种AM真菌可提高不同叶位的叶片全氮、全磷、全钾及叶绿素含量,同时显著提高玉米的生物量和叶片含水率;不同的处理组中全氮含量对不同特征参数的相关性显著情况相同,但相关系数有所差异;2个处理均使用逐步线性回归法,以筛选出的9个极显著相关的光谱特征参数为自变量,对玉米叶片氮含量建模。其中,CK中模型决定系数R^2最高可达0.8361,M组中模型的决定系数最高可达0.893,可以较好地估测玉米叶片全氮含量。