| 分数阶微分在盐渍土高光谱数据预处理中的应用 |
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| 引用本文： | 张东,塔西甫拉提·特依拜,张飞,阿尔达克·克里木.分数阶微分在盐渍土高光谱数据预处理中的应用[J].农业工程学报,2014,30(24):151-160. |
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| 作者姓名： | 张东 塔西甫拉提·特依拜 张飞 阿尔达克·克里木 |
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| 作者单位： | 新疆大学资源与环境科学学院，乌鲁木齐 830046; 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，乌鲁木齐 830046 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金重点基金联合项目（U1138303）；长江学者和创新团队发展计划（IRT1180）；新疆大学博士毕业生科研启动基金（BS110125） |
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| 摘 要： | 光谱微分技术在高光谱数据处理中应用广泛，为研究分数阶微分对光谱反射率与盐渍土含盐量之间相关系数的影响，细化相关系数变化趋势，该文选取新疆塔里木南缘于田绿洲盐渍土为研究对象，以土壤样本含盐量和反射率高光谱数据为数据源，利用Grünwald-Letnikov分数阶微分公式编程计算光谱反射率以及对应的均方根、倒数、对数、对数倒数、倒数对数变换的0～2阶微分（间隔0.2阶），对比分析每种变换各阶微分与土壤含盐量相关系数曲线的变化趋势以及微分处理对单波段相关系数的影响。结果表明：经微分处理，通过相关系数0.01显著性检验水平的波段数量明显增加（0.6阶＞1阶＞2阶＞0阶），随着阶数增加，呈现先增后减的趋势，且均在分数阶0.6处达到最多。在0.6阶处，光谱反射率及5种数学变换通过相关系数0.01显著性检验的波段数量按照从大到小为：倒数对数变换=对数变换＞均方根变换＞倒数变换＞光谱反射率＞对数倒数变换。对于波段2444、2423、2142、2005 nm，微分算法能够大幅提升与含盐量之间的相关性，相关系数绝对值取最大值对应的阶数均为分数阶。从局部到整体，分数阶微分提升相关性的效果明显优于整数阶微分。该研究结果为分数阶微分在高光谱技术监测土壤盐渍化现象中的应用提供参考依据。
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| 关 键 词： | 土壤 光谱分析 数据处理 盐渍化 分数阶微分 高光谱 |
| 收稿时间： | 2014/9/26 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2014/12/12 0:00:00 |
Application of fractional differential in preprocessing hyperspectral data of saline soil |
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| Zhang Dong
,
Tashpolat·Tiyip
,
Zhang Fei
,
Ardak·Kelimu.Application of fractional differential in preprocessing hyperspectral data of saline soil[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2014,30(24):151-160. |
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| Authors: | Zhang Dong Tashpolat·Tiyip Zhang Fei Ardak·Kelimu |
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| Institution: | 1. College of Resources and Environment Science, Xinjiang University, Urumqi 830046, China; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology under Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046, China,1. College of Resources and Environment Science, Xinjiang University, Urumqi 830046, China; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology under Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046, China,1. College of Resources and Environment Science, Xinjiang University, Urumqi 830046, China; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology under Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046, China and 1. College of Resources and Environment Science, Xinjiang University, Urumqi 830046, China; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology under Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi 830046, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | soils spectrum analysis data processing salinization fractional differential hyperspectral |
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