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基于决策融合的南方复杂地区覆膜农田信息快速提取研究
1
作者 林娜 陈宏 +1 位作者 谢骞 赵健 《安徽农业科学》 2025年第3期229-235,242,共8页
为实现快速且准确地获取南方复杂地区覆膜农田信息,探索一种基于决策融合规则的单时相遥感提取方法。首先基于Sentinel-2影像数据,在南方丘陵山区这一典型地表混杂区域,应用特征提取算法与最小距离、最大似然、支持向量机、BP神经网络... 为实现快速且准确地获取南方复杂地区覆膜农田信息,探索一种基于决策融合规则的单时相遥感提取方法。首先基于Sentinel-2影像数据,在南方丘陵山区这一典型地表混杂区域,应用特征提取算法与最小距离、最大似然、支持向量机、BP神经网络、随机森林5种单分类器进行遥感影像分类,在此基础上依据各分类器分类结果与分类性能,构建一种结合层次分析与投票机制的自适应决策融合规则,进行了覆膜农田信息的提取,并评估其精度。对比5种单分类器与决策融合模型的分类性能,结果表明决策融合模型在精度评价指标上均显著优于单一分类器,总体精度达到91.82%,Kappa系数达到0.89,对覆膜农田的提取识别能力也表现优异,其生产者精度、用户精度和F_(1)Score分别达到92.68%、81.74%和0.87。提出的方法有效提高了覆膜农田的提取准确率、复杂度和计算成本较低,具有较强的泛化性与可操作性,适用于南方复杂农业环境,为实际生产应用提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 决策融合 多分类器 覆膜农田 Sentinel-2 复杂地区
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基于无人机遥感影像的覆膜农田面积及分布提取方法 被引量：30
2
作者 朱秀芳 李石波 肖国峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期106-113,共8页
针对基于无人机遥感的覆膜农田识别研究甚少的现状,该文以云南省昭通市鲁甸县为研究区,获取了研究区中地表类型复杂程度不同的2幅航空影像(复杂区影像和简单区影像)作为试验数据,利用灰度共生矩阵对原始航片影像进行纹理特征提取并选择... 针对基于无人机遥感的覆膜农田识别研究甚少的现状,该文以云南省昭通市鲁甸县为研究区,获取了研究区中地表类型复杂程度不同的2幅航空影像(复杂区影像和简单区影像)作为试验数据,利用灰度共生矩阵对原始航片影像进行纹理特征提取并选择纹理特征最佳提取参数;然后基于随机森林算法进行纹理特征重要性评价,优选纹理特征,结合原始数据进行最大似然初步分类;运用众数分析进行分类后处理;最后结合图像形态学算法与面积阈值分割法提取出了最终的覆膜农田面积及分布。通过试验结果发现,依据该文提出的方法,复杂区和简单区覆膜农田识别的总体精度、Kappa系数、产品精度、用户精度和面积误差分别达到了94.84%、0.89、92.48%、93.39%、0.38%和96.74%、0.93、97.39%、94.63%、1.95%。该文提出的融合监督分类和图像形态学算法的覆膜农田提取方法可以简单、快速的将地膜连成块,形成覆膜农田对象,进而通过面积阈值分割法获取高精度的覆膜农田分布信息。该方法可以为精准覆膜农田识别算法的发展提供参考。 展开更多
关键词 无人机 算法 提取 覆膜农田 纹理特征 最大似然分类 阈值分割
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基于Sentinel-2遥感影像的黄土高原覆膜农田识别 被引量：5
3
作者 赵成 梁盈盈 +3 位作者 冯浩 王钊 于强 何建强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期180-192,共13页
及时、准确地获取覆膜农田的空间分布信息是防治地膜微塑料污染的基础。为准确地识别黄土高原地区的覆膜农田,本研究构建了基于Sentinel-2遥感影像和随机森林算法的适用于黄土高原覆膜农田遥感识别的特征集组合与多时相组合方案。以甘... 及时、准确地获取覆膜农田的空间分布信息是防治地膜微塑料污染的基础。为准确地识别黄土高原地区的覆膜农田,本研究构建了基于Sentinel-2遥感影像和随机森林算法的适用于黄土高原覆膜农田遥感识别的特征集组合与多时相组合方案。以甘肃省临夏县、宁夏回族自治区彭阳县和山西省山阴县作为测试区,陕西省旬邑县作为验证区开展识别研究。首先,基于随机森林算法,针对3个不同的作物生育期(播期、生长旺盛期和收获期),在7种不同的特征集组合方案中优选出各时期识别精度最高的方案。然后,基于不同作物生育期的遥感影像及其对应的最优特征集组合方案,构建不同的多时相组合来进行覆膜农田识别并优选多时相组合。最后,利用旬邑县来验证构建的优选特征集组合与多时相组合识别覆膜农田的有效性,并绘制各研究区的覆膜农田空间分布图。结果表明:相比于其他遥感识别特征因子,Sentinel-2遥感影像光谱特征集中的可见光波段(B2、B3和B4)和短波红外波段(B11和B12),指数特征集中的归一化差值裸地与建筑用地指数(NDBBI)、归一化水体指数(NDWI)、裸土指数(BSI)、归一化建筑物指数(NDBI)和改进的归一化水体指数(MNDWI),纹理特征集中的和平均(savg)和相关性(corr)可以作为覆膜农田识别的优选输入特征变量。在7种特征集组合方案中,光谱+指数方案是播期和收获期识别覆膜农田的优选方案,在这两个时期对4个研究区的覆膜农田进行识别的F1值分别大于87%和57%,而光谱+指数+纹理方案是生长旺盛期识别覆膜农田的优选方案,该方案识别4个研究区覆膜农田的F1值均大于71%。基于多时相遥感影像的覆膜农田识别精度高于仅基于单时相遥感影像的精度,其中播期+生长旺盛期+收获期多时相组合可作为黄土高原覆膜农田识别的优选多时相组合,该组合在4个研究区识别覆膜农田的F1值均大于92%。总体而言,基于随机森林算法和本研究优选的特征集组合与多时相组合方案能够较为精准地识别黄土高原地区的覆膜农田。 展开更多
关键词 覆膜农田 遥感识别 多时相遥感影像 特征优选 Google Earth Engine 随机森林
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基于Google Earth Engine的黄土高原覆膜农田遥感识别 被引量：8
4
作者 郑文慧 王润红 +3 位作者 曹银轩 靳宁 冯浩 何建强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期224-234,共11页
为了建立覆膜农田遥感识别技术体系,本研究选取甘肃省定西市安定区团结镇作为黄土高原地膜覆盖旱作农业代表性区域,基于Google Earth Engine云平台和Landsat-8反射率数据,采用特征重要性分析优选纹理特征,利用参数优化后的随机森林算法... 为了建立覆膜农田遥感识别技术体系,本研究选取甘肃省定西市安定区团结镇作为黄土高原地膜覆盖旱作农业代表性区域,基于Google Earth Engine云平台和Landsat-8反射率数据,采用特征重要性分析优选纹理特征,利用参数优化后的随机森林算法提取覆膜农田区域并选出最佳特征组合方案,最后通过对比随机森林、支持向量机、决策树和最小距离分类4种算法的分类结果来评价不同分类算法的性能。结果表明:优化关键参数后的随机森林算法能够显著提高遥感影像的分类精度;单一特征方案中,基于光谱特征的分类精度最高,且加入指数和纹理特征可提高总体识别精度;利用随机森林特征重要性分析选取的优选纹理特征分类性能优于全部纹理特征,基于“光谱+指数+优选纹理”特征方案的识别结果最佳,总体精度和Kappa系数达95.05%和0.94;与支持向量机、决策树和最小距离分类相比,随机森林优势明显,总体精度分别高3.10、7.74、50.78个百分点。本研究实现了对地形复杂地区覆膜农田空间分布较为精准的识别。 展开更多
关键词 Google Earth Engine 覆膜农田 遥感识别 随机森林 特征选择 黄土高原
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覆膜农田及邻近草地风蚀物中微塑料富集特征
5
作者 姜春龙 姜宏烨 +11 位作者 代琳玥 陈晨 赵晨雨 郭中领 李继峰 李慧茹 邹学勇 王仁德 李庆 周娜 苑依笑 常春平 《中国沙漠》 北大核心 2025年第1期94-102,共9页
微塑料(MPs)污染已成为全球性环境问题。不同地表类型的风蚀物中MPs的富集特征不同。本研究在中国北方农牧交错带中部地区对覆膜农田与相邻草地的风蚀物MPs的富集现象进行了观测。结果表明:(1)纤维、碎片和薄膜是研究区农田和草地土壤... 微塑料(MPs)污染已成为全球性环境问题。不同地表类型的风蚀物中MPs的富集特征不同。本研究在中国北方农牧交错带中部地区对覆膜农田与相邻草地的风蚀物MPs的富集现象进行了观测。结果表明:(1)纤维、碎片和薄膜是研究区农田和草地土壤及风蚀物中MPs的主要形态,草地风蚀物中MPs的富集量略高于覆膜农田,覆膜农田风蚀物中MPs的富集比(ER)为0~151.46,平均19.82;草地MPs的ER为0~150.99,平均27.28。纤维形态的MPs因更易受到风蚀作用而更倾向于被搬运,小尺寸MPs更容易富集。(2)外源MPs的输入可能是覆膜农田土壤及其相邻草地中MPs的主要来源,且覆膜农田是相邻草地中MPs的潜在来源,进而使整个区域成为MPs大气传输排放源。本研究凸显了MPs通过风传播途径进入大气的重要性,阐明了MPs大气传输的潜在来源。这对未来评估MPs的环境行为和生态风险具有重要的意义。 展开更多
关键词 微塑料(MPs) 富集比 风蚀事件 覆膜农田 草地
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氮肥深施对旱作覆膜农田玉米养分利用及产量的影响
6
作者 郭世乾 崔增团 +4 位作者 高飞 田仲红 任亮奇 郑杰 张鹏 《玉米科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期83-91,共9页
以春玉米为供试作物,在双垄沟覆膜种植基础上设置5(D5)、15(D15)和25 cm(D25)3个氮肥施用深度,以表面撒施为对照(D0),分析不同氮肥施用深度对玉米植株生长、养分利用及产量的影响,阐明不同氮肥施用深度对旱作覆膜农田玉米肥料利用的影... 以春玉米为供试作物,在双垄沟覆膜种植基础上设置5(D5)、15(D15)和25 cm(D25)3个氮肥施用深度,以表面撒施为对照(D0),分析不同氮肥施用深度对玉米植株生长、养分利用及产量的影响,阐明不同氮肥施用深度对旱作覆膜农田玉米肥料利用的影响。结果表明,随着施肥深度的增加,玉米株高和植株干物质积累量逐渐增大,其中子粒、茎秆、叶干物质积累量均以D25处理最高;各处理玉米植株各器官养分含量均表现为D25>D15>D5>D0;各施肥深度处理间D25较D5处理可显著提高肥料利用效率和农学利用效率,进而促进玉米增产。因此,在西北旱作区,氮肥深施至25 cm能够更好地促进玉米养分吸收和利用,可作为改善覆膜旱作农田肥料利用效率有效措施之一。 展开更多
关键词 玉米 氮肥深施 覆膜农田 干物质分配 肥料利用率
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面向对象的覆膜农田信息遥感表征方法 被引量：4
7
作者 哈斯图亚 陈仲新 +1 位作者 李彩 刘顺喜 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2021年第3期140-146,共7页
为解决复杂土地利用背景下覆膜农田信息遥感提取方法缺乏的问题,该文以河套灌区为研究区,以Sentinel-2A卫星数据为基础,结合面向对象影像分析和随机森林算法,开展了复杂土地利用背景下灌水与无灌水覆膜农田信息遥感同步提取研究。首先... 为解决复杂土地利用背景下覆膜农田信息遥感提取方法缺乏的问题,该文以河套灌区为研究区,以Sentinel-2A卫星数据为基础,结合面向对象影像分析和随机森林算法,开展了复杂土地利用背景下灌水与无灌水覆膜农田信息遥感同步提取研究。首先进行遥感影像尺度分割研究,优选出最佳分割尺度。在此基础上,提取光谱特征、纹理特征、几何特征,获取优化特征子集,并采用随机森林机器学习算法表征覆膜农田信息。研究表明,结合利用Sentinel-2A数据与OBIA方法能够有效表征覆膜农田信息,总体精度达93.03%,Kappa系数为0.91;其中,灌水覆膜农田用户精度为91.35%,制图精度为88.57%;无灌水覆膜农田用户精度为97.10%,制图精度为98.63%。研究证明了Sentinel-2A卫星数据和OBIA方法和机器学习算法在覆膜农田信息遥感表征中的应用潜力,能够为地物信息遥感表征研究中提供参考依据。 展开更多
关键词 灌水覆膜农田 无灌水覆膜农田 Sentinel-2A数据 面向对象影像分析 随机森林
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