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相似文献
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1.
为了提高HYDRUS-2D模型在暗管排水中的模拟精度,提出了虚拟土层(VSL)和实际开孔面积(AHA)两种方法来代替HYDRUS-2D在暗管排水中的暗管原有渗透边界(PSB)。研究表明:VSL和AHA模型的模拟值与实测值具有较好的一致性;土壤含盐量平方根误差(RMSE)分别为0.757、0.966 g·kg-1,决定系数(R2)分别为0.977和0.964;土壤含水率的RMSE分别为0.007、0.008 cm3·cm-3,R2分别为0.885和0.794。此外,VSL在模拟排水方面(RMSE=9.48L,R2=0.93)和模拟排盐方面(RMSE=0.225 kg,R2=0.922)的模拟精度均高于AHA和PSB,可见,VSL更适用于暗管边界。进一步建立了VSL的环宽(RW)与其饱和导水率(Ks)之间的经验公式(R2=0.99,P<0.01),当模拟区域和暗管布局变化时,该经验公式可用于确定VSL的模型参数,其模拟结果可用于指导相关地区的暗管布局。  相似文献   

2.
为构建适用于干旱区膜下滴灌条件的土壤水盐动态分布和棉花生长模型,基于2020—2021年的田间试验,经过对SWAP模型的土壤、土壤水力功能和作物生长等模块进行率定和验证,对灌溉水矿化度为1、2、3、4、5、6 g·L-1时的土壤水盐分布特征、作物生长过程和干物质累积分配进行数值模拟。结果表明:(1)土壤含水率与土壤含盐量的模拟精度以20~100 cm土层较好,0~20 cm土层模拟精度较差,其中土壤含水量的模拟效果优于土壤含盐量;随着灌溉水源矿化度的增加,土壤含水率和含盐量的模拟误差逐渐变小。(2)不同矿化度水源膜下滴灌棉花叶面积指数模拟效果较好(R2=90.72%,RMSE=0.35 cm2·cm-2NRMSE=8.73%,IOA=0.98)。(3)不同矿化度水源膜下滴灌棉花茎干物质累积量模拟效果较好(R2=89.08%,RMSE=6.12 g,NRMSE=23.16%,IOA=0.96)。研究结果表明,SWAP模型可以较好地对不同矿化度水源膜下滴灌的土壤水盐动态分布和棉花生长过程进行模拟。  相似文献   

3.
土壤水分的高时空分辨率和高精度评估对干旱监测具有重要意义。为探究我国内蒙古荒漠草原区土壤水分遥感反演最优模型,基于Landsat和MODIS数据进行改进型自适应反射率时空融合(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM),结合下垫面因子、地形因子、气象因子、植被因子等多要素环境因子,通过极限学习机(Extreme learning machine,ELM)和随机森林(Random forest,RF)两种方法构建土壤含水率反演模型,并与Landsat(未进行融合)构建的土壤含水率反演模型进行对比,最终筛选得到最优土壤含水率反演模型,并对研究区不同土地利用类型土壤含水率分布特征进行应用分析。结果表明:归一化植被指数是土壤含水率环境因子相关分析中最重要的预测因子(0~10、10~20、20~30 cm土壤深度处R2=0.85、0.82、0.79),其次为降水量(R2=0.73、0.68、0.71)、高程(R2=0.71、0.70、0.71)、水体指数(R2=0.69、0.69、0.68)、归一化盐分指数(R2=0.68、0.67、0.65)。与未进行时空融合所构建的模型相比,利用ESTARFM时空融合所构建的模型精度均有所提升,考虑ESTARFM时空融合时,ELM模型的R2RMSEMAE分别为0.89、6.58%、3.93%,RF模型的R2RMSEMAE分别为0.78、7.25%、4.95%;未考虑ESTARFM时空融合时,ELM模型的R2RMSEMAE分别为0.75、7.37%、5.24%,RF模型的R2RMSEMAE分别为0.71、7.48%、5.30%。表明ELM模型比RF模型的土壤含水率反演效果更好,且ELM-ESTARFM为土壤含水率反演最优模型。在此基础上,运用改进后的ELM-ESTARFM遥感反演模型监测了乌审旗全域土壤含水率,发现研究区北部和西北部的土壤含水率较高,南部地区的土壤含水率较低;对于不同土壤深度,土壤含水率由大到小依次为耕地、林地、草地、沙地,耕地区域0~10、10~20、20~30 cm土层含水率分别为18.92%、19.34%、21.84%,林地为11.80%、11.87%、12.40%,草地为10.97%、11.02%、12.22%,沙地为5.07%、5.35%、5.67%。  相似文献   

4.
利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据,提取4种不同的植被指数,通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系,分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明,随棉花生长,归一化植被指数(NDVI)、宽动态植被指数(WDRVI)、比值植被指数(RVI)和差值植被指数(DVI)均从苗期开始显著增加,其后则表现为基本稳定的“饱和”现象,但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示:NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳(R2=0.84,RMSE=0.13 kg·m-2);WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳(R2=0.87,RMSE=0.52 kg·m-2);RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳(R2=0.79,RMSE=0.95 kg·m-2);WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳(R2=0.86,RMSE=0.96 kg·m-2)。  相似文献   

5.
夏玉米叶片光合色素含量高光谱估算   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了实现夏玉米叶片光合色素含量的快速、无损检测,以陕西省关中地区夏玉米“大丰26号”为研究对象,探究了不同总色素含量水平的玉米叶片反射光谱特征。分别提取与叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总色素含量相关性较强的15个光谱参数,通过单变量回归、多元逐步回归和随机森林回归分析,建立光合色素含量估算模型并进行精度比较。结果表明:基于随机森林方法构建的光合色素估算模型精度最高,其中,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的建模R2为0.93,总色素的建模R2为0.92;叶绿素a和类胡萝卜素的检验R2<、sup>为0.74,叶绿素b和总色素的检验R2为0.71;各模型的均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)相差不大;拟合精度由高到低依次为叶绿素a、类胡萝卜素、总色素和叶绿素b的RF模型。证实了随机森林方法在夏玉米叶片光合色素含量估算中的优越性,并构建了高精度的光合色素RF估算模型。  相似文献   

6.
基于随机森林回归的油菜叶片SPAD值遥感估算   总被引:1,自引:0,他引:1  
以西北地区典型经济作物油菜为研究对象,利用SVC-1024i型便携式光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪测定了油菜不同生育期的叶片光谱反射率和SPAD值。通过分析油菜原始光谱及10种光谱指数与SPAD值的相关关系,基于光谱指数构建了不同生育期油菜叶片SPAD值随机森林回归(RF)估算模型,并利用独立样本对所建模型进行验证,同时结合传统的一元线性回归模型和多元逐步回归模型与其进行比较。结果表明:油菜叶片SPAD值在全生育期内呈现出先上升后下降的趋势;各光谱指数在不同生育期及全生育期与SPAD值的相关性均达到0.01水平的显著相关;基于光谱指数构建的随机森林回归模型在油菜各个生育期及全生育期建模和预测结果明显优于同期的传统回归模型,建模R2达0.90以上,验证R2达0.81以上,RMSE在1.571~5.004,RE在2.66%~13.22%,是油菜叶片SPAD值的最优估算模型。  相似文献   

7.
水稻冠层叶绿素含量高光谱估算模型   总被引:3,自引:0,他引:3  
为了寻求西北引黄灌区水稻冠层叶绿素含量的高精度估算模型,通过田间试验测定了水稻冠层SPAD和高光谱数据,运用任意波段组合的方式构建了一系列基于原始光谱、一阶导数光谱的比值、差值、归一化和土壤调节植被指数,筛选出反映水稻冠层SPAD的最佳植被指数作为自变量,应用普通回归分析方法和随机森林算法建立了该区域水稻冠层SPAD估算模型并进行了对比分析。结果表明:(1)应用普通回归分析方法,以RVI(D1316,D736)为自变量建立的指数模型是估算西北引黄灌区水稻冠层SPAD的最佳单变量模型;(2)采用随机森林算法,以4个植被指数RVI(R696,R540)、DVI(R700,R536)、SAVI(R700,R536)、RVI(D1316,D736)建立的估算模型比普通回归模型精度更高,验证结果的决定系数R2为0.873,均方根误差RMSE为3.221,平均相对误差RE为13.25%。说明通过随机森林算法建立的模型可以实现水稻冠层SPAD的精准估测,可以用于西北引黄灌区水稻冠层叶绿素含量的快速、无损获取。  相似文献   

8.
以青海省金银滩草原为研究区,采用Sentinel-2卫星影像结合地面实测数据进行草地地上生物量估算研究。分析了18种典型植被指数与生物量的拟合关系,通过精度评价和敏感性分析确定了不同植被指数模型的适用范围,并提出基于多植被指数模型的协同估算方案来提高草地生物量的制图精度,尝试克服传统单变量植被指数模型适用范围受限的问题。结果表明:18种植被指数与生物量的最优拟合模型呈现幂函数和指数函数两种类型,其中幂函数模型中CIgreen (Green chlorophyll index)所对应的估算精度最高,且当生物量高于0.65 kg·m-2时适用性最强;指数函数模型中NDII(Normalized difference infrared index)所对应的估算精度最高,且当生物量低于0.65 kg·m-2时适用性最强,且NDII与CIgreen模型的适用范围具有互补性。提出的多植被指数协同估算模型对应的R2cv达到了0.61,RMSEcv为0.226 kg·m-2,相对于单植被指数模型精度明显提高,R2cv增加7.0%以上,RMSEcv减小超过3.8%。综上,提出的多指数模型协同估算方案充分考虑了不同指数模型的适用范围,提高了牧草生物量的估算精度。  相似文献   

9.
运用平均值法计算多功能性指数,对阿勒泰禁牧草地、春秋季节放牧草地、弃耕放牧草地、天然放牧草地进行了多功能性评价,并探讨了多功能性与物种多样性之间的关系。结果表明:所运用的方法和目前主流方法评价得出的多功能性指数在样方(R2=0.950, P<0.05)和样地尺度(R2=0.909, P<0.01)上都有极高的相关性。弃耕放牧草地物种多样性水平最低(0.219),绝大多数土壤功能指标较差,总体表现出退化特征(-0.241),天然放牧草地土壤功能指标也表现出同样的特征(-0.406);春秋季节放牧草地有较高的物种多样性水平(0.910)和较好的土壤功能指标(0.343);4种草地群落的多功能性指数为春秋季节放牧草地(0.343)>禁牧草地(0.222)>弃耕放牧草地(-0.241)>天然放牧草地(-0.406)。植物主要沿水肥梯度分布;多样性指数中,丰富度指数和均匀度指数对多功能性的影响最大,均为样地尺度(R2=0.980, P<0.05;R2=0.455, P>0.05)大于样方尺度(R2=0.078, P>0.05;R2=0.116, P>0.05),有尺度依赖性,但均匀度指数表现的并不明显。(4)物种丰富度对多功能性的影响最大(R2=0.980, P=0.01),表现为极显著正相关关系,而物种均匀度与之呈不显著的单峰曲线关系(P>0.05)。综上,相对于禁牧草地、天然放牧草地和弃耕放牧草地,春秋季节放牧草地更有利于维持该地区生态系统的多功能性;物种丰富度高且物种均匀度分布适中的生态系统可能有更高的多功能性。  相似文献   

10.
基于无人机高光谱影像玉米叶绿素含量估算   总被引:3,自引:0,他引:3  
以无人机为平台搭载高光谱相机获得玉米农田高光谱影像,从中提取光谱特征参数,构建玉米叶片叶绿素含量估算模型,并制作玉米叶片叶绿素含量分布图。结果表明,以红边面积(SDr)、红边一阶微分最大值(Dr)、差值植被指数(DVI)为自变量构建的回归模型建模精度较高,以此反演玉米叶片SPAD值分布图并对填图结果进行精度检验,得出SPAD-Dr模型填图预测效果最佳(R2=0.89,RMSE=1.28,RE=2.31),可以作为玉米叶片叶绿素含量无人机高光谱影像遥感反演估算的基本模型。  相似文献   

11.
Spatial information on soil salinity is increasingly needed for decision making and management practices in arid environments. In this article, we attempted to investigate soil salinity variation via a digital soil mapping approach and genetic programming in an arid region, Chah-Afzal, located in central Iran. A grid sampling strategy with 2-km distance was used. In total, 180 soil surface samples were collected and then analyzed. A symbolic regression was then adopted to correlate electrical conductivity (ECe) with a suite of auxiliary data including predicted maps of apparent electrical conductivity (vertical: ECav and horizontal: ECah), Landsat spectral data and terrain attributes derived from a digital elevation model. The accuracy of the genetic programming model was evaluated using root mean square error (RMSE), mean error (ME), and coefficient of determination (R2) based on an independent validation data set (20% of database or thirty soil samples). In general, results showed that ECah had the strongest influence on the prediction of soil salinity followed by salinity index wetness index, Landsat Band 3, multi-resolution valley bottom flatness index, elevation, and normalized difference vegetation index. Furthermore, results indicated that the genetic programming model predicted ECe over the study area accurately (R2 = 0.87, ME = ?1.04 and RMSE = 16.36 dSm?1). Overall, it is suggested that similar applications of this technique could be used for mapping soil salinity in other arid regions of Iran.  相似文献   

12.
基于高光谱数据的土壤有机质反演是土壤遥感及精准农业的重要研究内容,然而不同的光谱处理及建模方法使得模型的估算能力及精度差异明显,限制了模型之间的通用性。为了构建陕西省土壤有机质含量估算的最优模型,以陕西省9种主要土壤类型的216个土样的光谱反射曲线和土壤有机质含量为数据基础,将光谱反射曲线进行一阶微分d(R)、倒数对数log(1/R)、倒数对数一阶微分d[log(1/R)]和包络线去除N(R)4种变换,结合一元线性回归(SLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVR)3种建模方法构建了不同的土壤有机质含量估算模型。结果显示:不同类型土壤的反射光谱曲线总体态势基本一致,吸收特征位置基本相同,且土壤有机质含量与光谱反射率呈负相关态势;基于d [log(1/R)]光谱变换构建的SVR估算模型精度最高,建模集和验证集的判断系数(R~2)分别为0.9210、0.8874,验证均方根误差(RMSE)为2.18,相对分析误差(RPD)达到2.8751,是估算陕西省土壤有机质含量的最优模型,PLSR次之,SLR最差。  相似文献   

13.
为实现干旱区绿洲土壤含水量的快速、准确监测,利用采集自渭干河-库车河绿洲的84个表层(0~10cm)土壤样本,通过利用电磁感应仪(EM38)将所测解译后数据代替实测土壤含水量数据,将高光谱反射率重采样为Landsat8卫星遥感波段反射率,在选取光谱特征参数、提取敏感波段的基础上,利用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立土壤含水量模型,将最优估算模型应用于遥感影像,实现研究区土壤含水量遥感反演。研究结果表明:(1)利用EM38所测水平模式土壤表观电导率与土壤含水量拟合效果最优,能够代替实测土壤含水量进行后续建模分析。(2)相比3种单一的光谱特征指数,利用多种光谱特征指数所建土壤含水量估算模型的建模效果更优,其干、湿各季建模集决定系数R~2大于0.7,均方根误差(RMSE)均小于0.5%,RPD均大于2,能够作为有效手段估算干旱区绿洲土壤含水量。(3)不同季节土壤含水量遥感反演值与实测值决定系数R~2均大于0.6,均方根误差(RMSE)均小于0.6%,显示了较高的预测精度,证明利用电磁感应技术与高光谱相结合能够实现对干旱区绿洲土壤含水量的精准、高效监测。  相似文献   

14.
高效液相色谱法测定稻田样品中3种新烟碱类杀虫剂残留   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用带紫外检测器的高效液相色谱仪(HPLC-UV),建立了同时检测呋虫胺、吡虫啉和啶虫脒在稻田水、稻田土壤、水稻植株、稻秆、稻壳和糙米中残留量的检测方法。稻田水、稻田土壤、水稻植株、稻秆、稻壳样品用乙腈提取,糙米样品用V(乙腈)∶V(水)=1∶1混合溶液提取。稻田水无需净化,其余样品用弗罗里硅土柱净化。HPLC-UV测定,流动相为V(甲醇)∶V(水)=30∶70,流速采用梯度流速,紫外检测波长为254 nm。结果表明:在0.05~10 mg/L范围内,3种农药的质量浓度与其相对应的色谱峰面积之间呈良好的线性关系,线性方程分别为呋虫胺:y=62.55x+4.039 2(R2=0.999 2);吡虫啉:y=99.968x+7.525 1(R2=0.998 6);啶虫脒:y=97.084x+6.072(R2=0.999 4)。在0.05~2 mg/kg添加水平下,样品中呋虫胺、吡虫啉和啶虫脒的平均回收率在81%~99%之间,相对标准偏差(RSD,n=5)在1.2%~7.9%之间。该方法的前处理过程较简单,且准确度、精密度和灵敏度均符合农药残留分析的技术要求。  相似文献   

15.
基于无人机成像高光谱的棉叶螨为害等级估测模型构建   总被引:2,自引:1,他引:1  
为快速、实时、准确地了解新疆棉田棉叶螨(优势种为土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani)的发生情况,利用高光谱图像中的7种植被指数,使用一般线性回归分析方法分别构建不同棉叶螨为害等级棉花冠层叶片叶绿素相对含量(用soil and plant analyzer development(SPAD)值表征)遥感估测模型和棉叶螨为害等级遥感估测模型,实现棉叶螨为害的实时监测。结果显示:不同棉叶螨为害等级对应的棉花冠层光谱反射率存在明显差异,棉叶螨为害等级与棉花冠层叶片SPAD值呈显著负相关关系。在7个不同棉叶螨为害等级对应的棉花冠层叶片SPAD遥感估测模型中,SPAD-红边归一化植被指数估测模型的估测决定系数为0.915,均方根误差为3.451,识别精确度显著高于其他模型。表明利用棉花冠层叶片SPAD遥感估测模型可快速无损地获取棉叶螨为害数据,构建的棉叶螨为害等级估测模型可用于植保人员快速准确获取棉叶螨为害情况。  相似文献   

16.
应用数据同化方法将遥感信息与作物生长模型融合,是估测区域作物产量的重要方法之一。以2008—2014年越冬后的冬小麦为研究对象,选择与作物长势、产量及水分胁迫信息密切相关的叶面积指数(LAI)和条件植被温度指数(VTCI),采用粒子滤波算法对CERES-Wheat模型模拟和遥感数据观测的LAI和VTCI实施同化,分别基于观测LAI和VTCI、同化LAI和VTCI构建冬小麦单产估测模型。结果表明,同化LAI变化趋势更加符合关中平原冬小麦的实际生长状况,同化VTCI能更好地反映冬小麦的水分胁迫程度。应用观测LAI和VTCI构建的估产模型决定系数为0.402,而单独应用LAI或VTCI单变量构建的估产模型决定系数分别为0.279和0.339,说明应用LAI和VTCI双变量构建的估产模型的精度优于单独应用LAI或VTCI单变量的精度。相比于观测LAI和VTCI构建的估产模型,基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的决定系数从0.402提高到0.547。表明基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的精度明显提高。  相似文献   

17.
Anthracnose fruit rot of blueberries caused by Colletotrichum acutatum is a serious problem in humid blueberry‐growing regions of North America. In order to develop a disease prediction model, environmental factors that affect mycelial growth, conidial germination, appressorium formation and fruit infection by C. acutatum were investigated. Variables included temperature, wetness duration, wetness interruption and relative humidity. The optimal temperature for mycelial growth was 26°C, and little or no growth was observed at 5 and 35°C. The development of melanized appressoria was studied on Parafilm‐covered glass slides and infection was evaluated in immature and mature blueberry fruits. In all three assays, the optimal temperature for infection was identified as 25°C, and infections increased up to a wetness duration of 48 h. Three‐dimensional Gaussian equations were used to assess the effect of temperature and wetness duration on the development of melanized appressoria (R2 = 0·89) on Parafilm‐covered glass slides and on infection incidence in immature (R2 = 0·86) and mature (R2 = 0·90) blueberry fruits. Interrupted wetness periods of different durations were investigated and models were fitted to the response of melanized appressoria (R2 = 0·95) and infection incidence in immature (R2 = 0·90) and mature (R2 = 0·78) blueberry fruits. Additionally, the development of melanized appressoria and fruit infection incidence were modelled in relation to relative humidity (R2 = 0·99 and 0·97, respectively). Three comprehensive equations were then developed that incorporate the aforementioned variables. The results lay the groundwork for a disease prediction model for anthracnose fruit rot in blueberries.  相似文献   

18.
基于EM38和遥感影像的土壤表观电导率建模研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
选取阿克苏地区渭干河-库车河绿洲外围的典型盐渍化区域作为研究对象,应用EM38大地电导率仪测量该地区样点表观电导率,选取四种不同的土壤盐分指数,结合同时期的遥感影像建立基于影像波段的土壤盐分指数回归模型,通过统计软件进行相关分析,发现表观电导率与土壤盐分指数S2即(b1-b3)/(b1+b3)的相关性最高,然后将不同层的土壤表观电导率同S2进行曲线拟合,对不同模型的拟合效果进行对比分析,结果表明:增长模型即复合比级数曲线模型的拟合度最高,通过精度验证,模型不适用于灌区,而荒漠区的各层的预测值与实测值相关分析结果都达到显著性水平,利用该模型可进行荒漠地区表观电导率的反演,因此基于电磁感应技术的土壤表观电导率建模研究可以为快速土壤盐渍化监测提供一种新方法。  相似文献   

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