【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測，尤其涉及基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練方法和裝置。
技術(shù)介紹
1、土壤質(zhì)量調(diào)查是自然資源調(diào)查領(lǐng)域的重要業(yè)務(wù)。土壤有機(jī)質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，是影響土壤肥力和作物產(chǎn)量高低的決定性因子，對(duì)土壤營養(yǎng)元素循環(huán)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。土壤質(zhì)量影響因素復(fù)雜，與地形、氣候、母質(zhì)、植被和人類活動(dòng)等因子密切相關(guān)。傳統(tǒng)土壤質(zhì)量調(diào)查主要基于野外土壤采樣化驗(yàn)，該方法可直接獲取可靠的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，但受野外采樣周期長、樣品時(shí)間跨度大、工作實(shí)施成本高等因素制約，無法支撐大范圍、高頻次的宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測。以地統(tǒng)計(jì)學(xué)為代表的傳統(tǒng)土壤質(zhì)量空間制圖方法，因簡單、插值效果顯著，成為以往土壤質(zhì)量制圖的主要手段。但地統(tǒng)計(jì)方法未考慮土壤質(zhì)量與地形因子間的關(guān)系，在復(fù)雜地形地貌上難以實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量高精度制圖。
2、衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展為獲取地表參量提供了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)來源。與傳統(tǒng)方法相比，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、無損、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，為大范圍、高精度、高頻次的土壤質(zhì)量調(diào)查與監(jiān)測提供了新的手段。高光譜遙感作為一種圖譜融合的成像技術(shù)，通過快速獲取連續(xù)細(xì)分光譜信息獲得目標(biāo)的幾何特征，更能夠定量化反演得到目標(biāo)的光譜反射、輻射和吸收特征。近年來，隨著高分五號(hào)、珠海一號(hào)、資源一號(hào)02d衛(wèi)星的相繼發(fā)射，已形成多空譜分辨率、重點(diǎn)區(qū)月度重訪的地物光譜獲取能力，為土壤質(zhì)量監(jiān)測提供了有效的數(shù)據(jù)保障。其中，資源一號(hào)02d、資源一號(hào)02e衛(wèi)星在組網(wǎng)條件下最快可實(shí)現(xiàn)2天的對(duì)地重訪觀測，極大提升了耕地土壤的觀測效率。
3、目前，土
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開提供了一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練方法和裝置。
2、根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練方法。該方法包括：
3、獲取樣點(diǎn)的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)、樣點(diǎn)的地形因子數(shù)據(jù)和樣點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量；
4、根據(jù)所述高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)雙波段光譜指數(shù)和多個(gè)光譜參量；并計(jì)算所述土壤有機(jī)質(zhì)含量與光譜參量，以及所述土壤有機(jī)質(zhì)含量與雙波段光譜指數(shù)之間的相關(guān)性；
5、根據(jù)絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)閾值的相關(guān)性對(duì)應(yīng)的光譜參量和光譜指數(shù)，以及所述地形因子數(shù)據(jù)構(gòu)建特征數(shù)據(jù)集；
6、根據(jù)所述特征數(shù)據(jù)集對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，計(jì)算模型精度，并根據(jù)所述精度計(jì)算精度提升值；
7、將精度提升值大于0的特征對(duì)應(yīng)的波段和地形因子類型，作為對(duì)待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測時(shí)的數(shù)據(jù)獲取條件；所述對(duì)待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測時(shí)所使用的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型為精度提升值大于0的特征對(duì)應(yīng)的特征數(shù)據(jù)集訓(xùn)練出來的模型。
8、如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述根據(jù)所述高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算光譜指數(shù)和光譜參量，包括：
9、對(duì)所述高光譜地表反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；
10、根據(jù)平滑處理后的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算光譜參量；以及對(duì)平滑處理后的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜變換，得到多個(gè)波段；
11、根據(jù)各波段對(duì)應(yīng)的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算多個(gè)雙波段光譜指數(shù)。
12、如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，
13、光譜參量的計(jì)算方式包括：求均值、斜率；
14、根據(jù)各波段對(duì)應(yīng)的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算光譜指數(shù)的公式為： di=p- q，ri=p/ q，ndi=(p-q)/( p+ q)，dsi= ，
15、其中， p、 q為任意兩個(gè)波段的高光譜地表反射率數(shù)據(jù)，且 p–q≠0。
16、如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，
17、所述根據(jù)所述特征數(shù)據(jù)集對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，計(jì)算模型精度，包括：
18、對(duì)所述特征數(shù)據(jù)集進(jìn)行特征優(yōu)選計(jì)算，得到特征重要性；
19、根據(jù)所述特征重要性對(duì)特征從高到低進(jìn)行排序，按排序的先后順序?qū)⑻卣饕来屋斎胪寥烙袡C(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，并計(jì)算模型的精度。
20、如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，
21、特征優(yōu)選計(jì)算方式包括：聯(lián)合隨機(jī)蛙rf、競爭性自組織選擇cars、變量重要性因子vip。
22、如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，
23、對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型的精度的計(jì)算方式包括調(diào)整決定系數(shù)、均方根誤差、相對(duì)分析誤差；...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算光譜指數(shù)和光譜參量，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
7.一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測方法，其特征在于，包括：
8.一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練裝置，其特征在于，包括：
9.?一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的方法。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測模型訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述高光譜地表反射率數(shù)據(jù)計(jì)算光譜指數(shù)和光譜參量，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尚坤，谷鶴，傅征博，楊雅煜，秦愛羚，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心，
類型：發(fā)明
國別省市：
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