本文以機載近紅外高光譜反演土壤重金屬為研究目標(biāo),從重金屬空間相關(guān)性,反演模型的選擇,特征選擇三個方面增強土壤重金屬反演模型的泛化能力,提高土壤重金屬反演精度。（1）分別對三個研究區(qū)域五種重金屬（Cr、Fe、Cu、Zn、Cd）之間的空間相關(guān)性和空間異質(zhì)性進行了分析,不同空間尺度的研究區(qū)域內(nèi)土壤重金屬空間分布并沒有受到范圍影響,大空間尺度上也存在較好的空間相關(guān)性,這為大尺度反演土壤重金屬濃度提供可行性;（2）在模型選擇上,本文通過系統(tǒng)地實驗設(shè)計,對三種模型在五種重金屬上反演精度進行了無偏估計,發(fā)現(xiàn)偏最小二乘（PLSR）在三個研究區(qū)域內(nèi)五種重金屬反演上均優(yōu)于支持向量回歸（SVR）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（ANN）。實驗證明在不同尺度上反演重金屬濃度需要進行模型選擇,而找到最優(yōu)模型;（3）在特征選擇上,本文選擇了馬蘭莊兩個測區(qū)作為研究區(qū)域,評價了主成分分析（PCA）和最小噪聲分離（MNF）對于重金屬反演精度的提高。實驗得出特征選擇對于重金屬反演精度有不同程度的提升,具體需要通過實驗比較不同重金屬對于不同特征的敏感度。本文通過三個研究區(qū)域五種重金屬的最優(yōu)回歸模型構(gòu)建,對于回歸精度高的重金屬元素生成重金... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

馬蘭莊鐵礦測區(qū)地理位置和機載影像

圖 2-2 古藺測區(qū)地理位置和影像2.2 高光譜數(shù)據(jù)2.2.1 成像光譜儀介紹UHD185 機載高速成像光譜儀是德國 Cubert 公司生產(chǎn)的畫幅式、實時、高速成像光譜儀，主要光譜參數(shù)如表 2-1 所示。表 2-1 UHD185 光譜特性參數(shù)UHD185 光譜特性參數(shù)光譜范圍 450nm-950nm采樣間隔 4nm光譜分辨率 8nm@532nm

譜分辨率 8nm，有 125 個有效波段。在航拍過程中，設(shè)計航高為 200m,所得影像空間分辨率 5cm。本研究主要通過機載高光譜成像儀獲取了三個研究區(qū)域內(nèi)高空間分辨率和高波譜分辨率的光譜影像，以探索在不同空間尺度機載高光譜反演重金屬濃度的可行性，以及如何選擇最好的模型，最好的特征組合用以工礦區(qū)土壤重金屬濃度的反演。2.2.2 高光譜影像數(shù)據(jù)獲取根據(jù)三個研究區(qū)域?qū)嶋H情況合理的規(guī)劃飛行航帶，在天氣適宜，且滿足機載光譜儀飛行的條件下，利用 UHD185 成像光譜儀系統(tǒng)采集了高質(zhì)量的航空高光譜影像數(shù)據(jù)。圖 2-3 所示為馬蘭莊礦區(qū)高光譜影像外業(yè)采集現(xiàn)場圖，成像光譜儀已搭載就緒。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]河北省馬蘭莊鐵礦礦區(qū)生態(tài)重建效果評價研究[J]. 侯春華,袁雪濤,趙菁菁,李富平.  礦產(chǎn)保護與利用. 2018(06)
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[3]基于網(wǎng)格搜索隨機森林算法的工礦復(fù)墾區(qū)土地利用分類[J]. 陳元鵬,羅明,彭軍還,王軍,周旭,李少帥.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(14)
[4]基于Hyperion影像植被光譜的土壤重金屬含量空間分布反演——以青海省玉樹縣為例[J]. 楊靈玉,高小紅,張威,史飛飛,何林華,賈偉.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2016(06)
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[7]基于光譜參數(shù)對小白菜葉片鎘含量的高光譜估算[J]. 顧艷文,李帥,高偉,魏虹.  生態(tài)學(xué)報. 2015(13)

博士論文
[1]準(zhǔn)東煤田土壤重金屬污染高光譜遙感監(jiān)測研究[D]. 夏軍.新疆大學(xué) 2014
[2]基于高光譜遙感的土壤重金屬空間分布研究[D]. 卓犖.武漢大學(xué) 2010

碩士論文
[1]三江源區(qū)土壤重金屬含量高光譜遙感反演研究[D]. 張威.青海師范大學(xué) 2014
[2]兗州礦區(qū)植物波譜變異與重金屬脅迫特征研究[D]. 李寅明.山東科技大學(xué) 2011



本文編號：3299931