本研究基于水稻孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个生育期的Sentinel-2遥感数据,分析各生育期内卫星遥感光谱参数与稻米品质指标的关系,建立基于各生育期卫星光谱信息的水稻品质指标预测模型。将5种稻米品质指标分别与4个生育期内的光...本研究基于水稻孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个生育期的Sentinel-2遥感数据,分析各生育期内卫星遥感光谱参数与稻米品质指标的关系,建立基于各生育期卫星光谱信息的水稻品质指标预测模型。将5种稻米品质指标分别与4个生育期内的光谱参数进行皮尔逊相关性分析,结果表明,5项品质指标在4个生育期内均与光谱参数有不同程度相关性。然后筛选出相关性效果显著的光谱参数,用于建立各品质指标的预测方程,建模结果表明,基于卫星遥感光谱信息解释率由大到小的稻米品质指标依次是精米率>长宽比>蛋白质含量>直链淀粉含量>糙米率;卫星遥感光谱反演稻米各品质指标所在的最佳生育期不同,糙米率和精米率的最佳生育期为抽穗期,其建模决定系数(Coefficient of Determination,R^(2))分别为0.461和0.893;长宽比的最佳生育期为成熟期,R^(2)为0.878;直链淀粉含量和蛋白质含量的最佳生育期为灌浆期,R^(2)分别为0.646和0.647;基于卫星遥感光谱信息的稻米品质模型验证效果较好,解释率为51%~74%。可见,利用卫星遥感技术能够实现大范围水稻品质指标定量监测与评估。展开更多
本文利用6S(Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum)、Acolite DSF(Dark spectrum fitting)、C2RCC(Case 2 Regional Coast Color)、SeaDas(SeaWiFS Data Analysis System)、Sen2Cor(Sentinel 2 Correction)、...本文利用6S(Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum)、Acolite DSF(Dark spectrum fitting)、C2RCC(Case 2 Regional Coast Color)、SeaDas(SeaWiFS Data Analysis System)、Sen2Cor(Sentinel 2 Correction)、Polymer(Polynomial based algorithm applied to MERIS)和iCOR(Image correction for atmospheric effects)7种大气校正算法,结合松花湖、月亮泡、小兴凯湖实测遥感反射率数据对“哨兵-2号”(Sentinel-2)数据进行大气校正研究,验证算法性能。整体校正结果显示,相较于实测遥感反射率,上述7种大气校正算法均在可见光波段(400~800 nm)呈现不同程度的低估。除C2RCC算法外,其余6种算法校正后的遥感反射率与实测光谱曲线变化趋势基本吻合,其中Sen2Cor算法与iCOR算法性能最佳,Polymer算法性能最差;在单波段校正精度对比中,Sen2Cor和iCOR算法几乎所有波段的均方根误差和平均绝对百分比误差都低于其余5种算法。Sen2Cor算法在560 nm、665 nm和705 nm处校正精度优于其余6种算法,iCOR算法在443 nm和740 nm处有良好的表现,在490 nm处6S算法校正精度最高,拥有最低的均方根误差(0.0059 sr^(−1))和平均绝对百分比误差(21.40%)。结果表明,这7种大气校正算法均可以在一定程度上去除大气影响,增加影像的可用性,Sen2Cor算法和iCOR算法更适用于本文所研究水体或相似水体。展开更多
土壤含水量(soil water content, SWC)和土壤含盐量(soil salt content, SSC)是影响作物生长和农业生产力的重要因素。光学卫星图像已成为SWC和SSC估计的主要数据源。然而,在SWC或SSC变化较大地区,土壤水分和盐分会影响对方对光谱反射...土壤含水量(soil water content, SWC)和土壤含盐量(soil salt content, SSC)是影响作物生长和农业生产力的重要因素。光学卫星图像已成为SWC和SSC估计的主要数据源。然而,在SWC或SSC变化较大地区,土壤水分和盐分会影响对方对光谱反射率的响应,使得SSC和SWC的反演精度较差。对此,该研究提出了一个半解析性的反射率模型—RVS模型,来模拟植被光谱反射率(R_(v))对作物根区土壤含水量和含盐量的响应;并通过构建的RVS模型,对植被覆盖区域的土壤含水量和土壤含盐量进行同步监测。研究表明:RVS模型在反演研究区土壤含盐量和含水量时,精度较为可靠(水分:决定系数R^(2)为0.63~0.74,均方根误差为0.017~0.028;盐分:决定系数R^(2)为0.68~0.75,均方根误差为0.052 5~0.061 7)。在作物生长过程中,植被光谱反射率对深层土壤的含水量和含盐量的响应比对浅层土壤的含水量和含盐量的响应更加明显,而且随着作物的生长,影响光谱反射率的主导因素从土壤水分慢慢转向土壤盐分和水盐相互作用。该研究在一定程度上揭示了土壤水分、盐分、水盐交互作用对作物光谱反射率的干扰过程,实现土壤水分和盐分的同步监测,对实现区域尺度上土壤含盐量和含水量的精准监测具有一定的意义。展开更多
土壤盐渍化是干旱半干旱区土壤资源损害、生境破坏和农业生产损失的重要影响因素,定量反演和监测盐渍化土壤,对防护土地生态安全具有重要意义.文章基于光谱变换筛选盐分特征波段和特征光谱指数,构建实测高光谱和Sentinel-2B影像的岭回...土壤盐渍化是干旱半干旱区土壤资源损害、生境破坏和农业生产损失的重要影响因素,定量反演和监测盐渍化土壤,对防护土地生态安全具有重要意义.文章基于光谱变换筛选盐分特征波段和特征光谱指数,构建实测高光谱和Sentinel-2B影像的岭回归模型和偏最小二乘回归盐分反演模型,并以特征光谱指数为敏感参量进行星‒地光谱匹配,构建匹配后盐分反演模型,实现银川平原土壤盐分定量反演.结果表明,盐分指数3(Salinity index 3,S3)、强度指数1(Intensity index 1,Int1)和强度指数2(Intensity index 2,Int2)能够实现实测高光谱端元到多光谱像元尺度的匹配,有效地提升模型精度;经光谱匹配后构建的偏最小二乘模型精度最高(R2=0.721,RMSE=4.856 g·kg^(−1)).相比单独利用影像建模,其R2提升了0.309,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)减小了2.085 g·kg^(−1).盐分反演结果与实地采样具有较好一致性,表明特征光谱指数可为不同尺度遥感数据间光谱匹配与联合,实现地表点到空间面尺度盐渍化定量监测,为土壤盐分监测提供理论借鉴和实践参考.展开更多
文摘本研究基于水稻孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个生育期的Sentinel-2遥感数据,分析各生育期内卫星遥感光谱参数与稻米品质指标的关系,建立基于各生育期卫星光谱信息的水稻品质指标预测模型。将5种稻米品质指标分别与4个生育期内的光谱参数进行皮尔逊相关性分析,结果表明,5项品质指标在4个生育期内均与光谱参数有不同程度相关性。然后筛选出相关性效果显著的光谱参数,用于建立各品质指标的预测方程,建模结果表明,基于卫星遥感光谱信息解释率由大到小的稻米品质指标依次是精米率>长宽比>蛋白质含量>直链淀粉含量>糙米率;卫星遥感光谱反演稻米各品质指标所在的最佳生育期不同,糙米率和精米率的最佳生育期为抽穗期,其建模决定系数(Coefficient of Determination,R^(2))分别为0.461和0.893;长宽比的最佳生育期为成熟期,R^(2)为0.878;直链淀粉含量和蛋白质含量的最佳生育期为灌浆期,R^(2)分别为0.646和0.647;基于卫星遥感光谱信息的稻米品质模型验证效果较好,解释率为51%~74%。可见,利用卫星遥感技术能够实现大范围水稻品质指标定量监测与评估。
文摘本文利用6S(Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum)、Acolite DSF(Dark spectrum fitting)、C2RCC(Case 2 Regional Coast Color)、SeaDas(SeaWiFS Data Analysis System)、Sen2Cor(Sentinel 2 Correction)、Polymer(Polynomial based algorithm applied to MERIS)和iCOR(Image correction for atmospheric effects)7种大气校正算法,结合松花湖、月亮泡、小兴凯湖实测遥感反射率数据对“哨兵-2号”(Sentinel-2)数据进行大气校正研究,验证算法性能。整体校正结果显示,相较于实测遥感反射率,上述7种大气校正算法均在可见光波段(400~800 nm)呈现不同程度的低估。除C2RCC算法外,其余6种算法校正后的遥感反射率与实测光谱曲线变化趋势基本吻合,其中Sen2Cor算法与iCOR算法性能最佳,Polymer算法性能最差;在单波段校正精度对比中,Sen2Cor和iCOR算法几乎所有波段的均方根误差和平均绝对百分比误差都低于其余5种算法。Sen2Cor算法在560 nm、665 nm和705 nm处校正精度优于其余6种算法,iCOR算法在443 nm和740 nm处有良好的表现,在490 nm处6S算法校正精度最高,拥有最低的均方根误差(0.0059 sr^(−1))和平均绝对百分比误差(21.40%)。结果表明,这7种大气校正算法均可以在一定程度上去除大气影响,增加影像的可用性,Sen2Cor算法和iCOR算法更适用于本文所研究水体或相似水体。
文摘土壤含水量(soil water content, SWC)和土壤含盐量(soil salt content, SSC)是影响作物生长和农业生产力的重要因素。光学卫星图像已成为SWC和SSC估计的主要数据源。然而,在SWC或SSC变化较大地区,土壤水分和盐分会影响对方对光谱反射率的响应,使得SSC和SWC的反演精度较差。对此,该研究提出了一个半解析性的反射率模型—RVS模型,来模拟植被光谱反射率(R_(v))对作物根区土壤含水量和含盐量的响应;并通过构建的RVS模型,对植被覆盖区域的土壤含水量和土壤含盐量进行同步监测。研究表明:RVS模型在反演研究区土壤含盐量和含水量时,精度较为可靠(水分:决定系数R^(2)为0.63~0.74,均方根误差为0.017~0.028;盐分:决定系数R^(2)为0.68~0.75,均方根误差为0.052 5~0.061 7)。在作物生长过程中,植被光谱反射率对深层土壤的含水量和含盐量的响应比对浅层土壤的含水量和含盐量的响应更加明显,而且随着作物的生长,影响光谱反射率的主导因素从土壤水分慢慢转向土壤盐分和水盐相互作用。该研究在一定程度上揭示了土壤水分、盐分、水盐交互作用对作物光谱反射率的干扰过程,实现土壤水分和盐分的同步监测,对实现区域尺度上土壤含盐量和含水量的精准监测具有一定的意义。
文摘土壤盐渍化是干旱半干旱区土壤资源损害、生境破坏和农业生产损失的重要影响因素,定量反演和监测盐渍化土壤,对防护土地生态安全具有重要意义.文章基于光谱变换筛选盐分特征波段和特征光谱指数,构建实测高光谱和Sentinel-2B影像的岭回归模型和偏最小二乘回归盐分反演模型,并以特征光谱指数为敏感参量进行星‒地光谱匹配,构建匹配后盐分反演模型,实现银川平原土壤盐分定量反演.结果表明,盐分指数3(Salinity index 3,S3)、强度指数1(Intensity index 1,Int1)和强度指数2(Intensity index 2,Int2)能够实现实测高光谱端元到多光谱像元尺度的匹配,有效地提升模型精度;经光谱匹配后构建的偏最小二乘模型精度最高(R2=0.721,RMSE=4.856 g·kg^(−1)).相比单独利用影像建模,其R2提升了0.309,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)减小了2.085 g·kg^(−1).盐分反演结果与实地采样具有较好一致性,表明特征光谱指数可为不同尺度遥感数据间光谱匹配与联合,实现地表点到空间面尺度盐渍化定量监测,为土壤盐分监测提供理论借鉴和实践参考.
