基于物候特征的鹽漬化信息數(shù)據(jù)挖掘研究
本文選題:鹽漬化 切入點(diǎn):物候信息 出處:《生態(tài)學(xué)報》2017年09期
【摘要】:鹽漬化是影響植被和作物長勢的重要因素,精確反演鹽漬化的時空分布信息至關(guān)重要;贛OD13A1-NDVI數(shù)據(jù)反演生長季開始日期(SOS)、生長季結(jié)束日期(EOS)、生長季長度(LEN)等物候參數(shù)和計算出能高精度反演鹽漬化空間分布的多種植被指數(shù)、鹽分指數(shù)、地形指數(shù)、干旱指數(shù)等參數(shù)后作為BP-ANN人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子來反演鹽漬化信息,同時按照植被類型和地貌類型進(jìn)行分區(qū)來反演鹽漬化信息,以探討鹽漬化受植被和地貌類型的影響。主要結(jié)論如下:(1)鹽漬化的形成受多種因素的影響,與物候參數(shù)大多呈非線性關(guān)系,不能單純的以某擬合公式來進(jìn)行表達(dá),需要借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超強(qiáng)的非線性擬合能力來反演鹽漬化信息。(2)通過深入挖掘植被物候信息,在融入物候參數(shù)后的反演精度顯著提高?蓻Q系數(shù)R2從0.68(非物候參數(shù))增加到0.79(包括物候參數(shù)),但是需要加入地形、影像數(shù)據(jù)和土壤水分等方面的信息來更加精確的反演鹽漬化信息。生物累積量指標(biāo)LSI(Large seasonal integral)和SSI(Small seasonal integral)能夠很好的表征鹽漬化的信息。(3)劃分植被類型后的鹽漬化提取精度進(jìn)一步提高,可決系數(shù)R~2達(dá)到了0.88。(4)以地貌特征作為類型分區(qū)后,反演結(jié)果的R~2達(dá)到了0.85,精度較高,比以植被類型作為分區(qū)的精度略小。高程較低區(qū)域的鹽漬化現(xiàn)象普遍較重,鹽漬化程度受到地形和地貌因素的影響顯著。(5)農(nóng)用地區(qū)域多為非鹽漬化和輕度鹽漬化地,稀疏植被區(qū)多為重鹽漬化地。研究區(qū)的非鹽漬化和輕鹽漬化地、中鹽漬化地和重度鹽漬化地比例分別為53.42%,13.71%,32.87%。以上的研究結(jié)果提出了一種融合物候信息和非物候參數(shù)來反演鹽漬化信息的方法,進(jìn)行深入的協(xié)同植被物候監(jiān)測鹽漬化信息方面的數(shù)據(jù)挖掘,在融入了物候參數(shù)后,鹽漬化的預(yù)測精度顯著提高。
[Abstract]:Salinization is an important factor affecting vegetation and crop growth, the accurate inversion of salinization distribution information is very important. MOD13A1-NDVI data inversion of the growing season start date based on (SOS), end of growing season (EOS), Ji Changdu (LEN) and other phenological parameters and calculated to grow high precision space by inversion of the distribution of salinization index. Salt index, topographic index, drought index and other parameters as the input factor of BP-ANN artificial neural network to retrieve the information at the same time according to the vegetation types of salinization, and landform zoning to retrieve the salinization information, to investigate the salinization influenced by vegetation and landscape types. The main conclusions are as follows: (1) is affected by many factors of salinization mostly, a non-linear relation with the phenological parameters, not simply a fitting formula to express, need the help of non line super artificial neural network Fitting ability to retrieve the salinization information. (2) through in-depth excavation of vegetation information significantly improve retrieval accuracy with phenological parameters after. The coefficient of determination of R2 from 0.68 (non phenological parameters (including) increased to 0.79, but the phenology parameters) to image data and terrain, soil moisture and other aspects of the information information retrieval salinization more accurately. The biomass accumulation index of LSI (Large seasonal integral) and SSI (Small seasonal integral) to characterize the salinization information very well. (3) classification of salinization extraction accuracy of vegetation types after further improvement, the coefficient of determination R~2 reached 0.88. (4) with geomorphic features as the type partition the inversion results, R~2 reached 0.85, higher accuracy, than to vegetation types as smaller precision partition. A low elevation area of salinization is generally heavier, salinization by terrain and landform. The effect is significant. (5) for the non agricultural area and mild salinity, sparse vegetation area is heavily salinized land. The study area of salinization and light saline soil, salt salinization and severe salinity respectively 53.42%, 13.71%, 32.87%. of the above results and put forward a method to retrieve the salinization information fusion phenological information and non phenological parameters, the collaborative monitoring of salinization information of vegetation phenology data on the depth of excavation, in the integration of the phenological parameters, the prediction accuracy of salinization increased significantly.
【作者單位】: 新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;新疆大學(xué)綠洲生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項基金(2016D03001,2014KL005) 新疆維吾爾自治區(qū)科技支疆項目(201591101) 2014級新疆大學(xué)博士生科技創(chuàng)新項目(XJUBSCX-2014013) 國家自然科學(xué)基金項目(U1303381,41261090,41161063) 教育部促進(jìn)與美大地區(qū)科研合作與高層次人才培養(yǎng)項目
【分類號】:S156.41
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,本文編號:1695018
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