基于芦苇叶片高光谱的水体氮磷含量估测模型比较

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水体中的氮磷含量是评价水质营养状况的重要指标,目前高光谱技术已成为监测水体氮磷含量的重要手段,但监测对象多为开阔水面水体,对于植被覆盖水体的监测较少.植物对环境因素的响应,会在其反射光谱信息的变化中表现出来,因此植物反射光谱信息可以用来监测环境变化.本研究以北京汉石桥湿地内的微处理湿地为研究区,通过测定湿地植物芦苇(Phragmitesaustralis)叶片反射光谱、水体总氮(TN)和总磷(TP)含量,选取敏感光谱数据构建逐步多元回归(SMLR)、BP神经网络(BPNN)以及支持向量机(SVM)3种模型估测湿地水体TN、TP含量,并采用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)进行检验,以期筛选出该区域适用性最好的水体TN、TP含量估测模型.结果表明:SVM模型可实现对精度要求不高的水体TN含量的估测,其模型的R2、RMSR和RE分别为0.9474、0.6028和0.4071;BPNN模型可以较理想的进行水体TP含量的估测,其模型的R2、RMSE和RE分别为0.9133,0.3900和0.3663;BPNN模型和SVM模型更有利于基于植物光谱信息估测水体TN、TP含量.这说明利用植物叶片光谱数据估测水体TN、TP含量具有一定的可行性,这不仅为通过高光谱遥感技术大面积、快速、稳定监测湿地水体健康状况提供了方法依据,也为及时采取湿地恢复、保护措施提供了保障.
作者：张曼胤 李梦洁 崔丽娟 王贺年 郭子良 李伟 魏圆云 杨思
作者单位：中国林业科学研究院湿地研究所北京100091;湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091;河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站河北053000中国林业科学研究院湿地研究所北京100091;湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091;北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京101399
母体文献：2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集
会议名称：2017中国环境科学学会科学与技术年会  
会议时间：2017年10月20日
会议地点：厦门
主办单位：中国环境科学学会
语种：chi
分类号：X51S79
关键词：水质监测  氮磷含量  估测模型  芦苇叶片  光谱信息
在线出版日期：2018年7月13日
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2024-12-1 06:46 上传 基于芦苇叶片高光谱的水体氮磷含量估测模型比较.pdf

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