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海南大学学报（自然科学版） 2022年第4期40卷 373-381页

作者：姚茂林江洪张丽玉福州大学空间数据挖掘和信息共享教育部重点实验室卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心数字中国研究院(福建)福建福州350108

为了从Sentinel-2A影像中快速、准确提取竹林分布信息,以福建省永安市上坪乡竹林为研究区开展竹林提取研究.在影像分割的基础上,提取原始波段光谱、红边光谱指数、纹理3类共18个特征变量,利用随机森林Gini系数法进行特征变量重要性排序... 详细信息

为了从Sentinel-2A影像中快速、准确提取竹林分布信息,以福建省永安市上坪乡竹林为研究区开展竹林提取研究.在影像分割的基础上,提取原始波段光谱、红边光谱指数、纹理3类共18个特征变量,利用随机森林Gini系数法进行特征变量重要性排序,设计5种不同特征变量组合方案,采用随机森林分类进行竹林分布信息提取.结果表明:原始波段光谱特征在Sentinel-2A影像竹林信息提取中具有重要作用,红边光谱指数特征次之,纹理特征未发挥显著作用.在红边光谱指数特征中,基于红边综合效应指数(MVIred1)构建的红边竹林指数3(BImvired1)具有良好的分类性能;利用随机森林Gini指标结合OOB泛化误差法有效减少了噪声数据的影响,筛选出最有利于竹林提取的特征变量子集,基于该特征子集的竹林分类总体精度(OA)达到94.58%、Kappa系数0.91、生产者精度(PA)为95.09%、用户精度(UA)85.54%.

关键词：竹林光谱指数随机森林Gini指标红边综合效应指数

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基于三波段生物光学模型反演闽江下游叶绿素a

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激光与光电子学进展 2020年第7期57卷 240-247页

作者：谢婷婷陈芸芝卢文芳福州大学卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心福建福州350116 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350116

叶绿素a可直观反映水体的营养化程度,三波段生物光学模型能削弱二类水体中悬浮物与黄色物质等因素的影响,准确估算叶绿素a的浓度。选用三波段因子法,分析实测水体光谱特征,确定三波段因子的大致位置,并通过穷举法和相关性分析,确定三个... 详细信息

叶绿素a可直观反映水体的营养化程度,三波段生物光学模型能削弱二类水体中悬浮物与黄色物质等因素的影响,准确估算叶绿素a的浓度。选用三波段因子法,分析实测水体光谱特征,确定三波段因子的大致位置,并通过穷举法和相关性分析,确定三个特征波段建立反演模型。结果表明,当λ1=661.63nm、λ2=693.54nm、λ3=757.35nm时,三波段因子[Rr-s1(λ1)-Rr-s1(λ2)]Rrs(λ3)与叶绿素a浓度具有较高的相关系数(r=0.830)。该模型的决定系数、均方根误差和平均绝对误差百分比分别为0.859、2.446mg·m-3和32.169%,其反演精度优于波段比值模型和反射峰模型。为闽江下游叶绿素a反演提供一定的理论依据和技术支持,也为以后使用三波段因子法反演二类水体的叶绿素a浓度提供波段选择。

关键词：遥感叶绿素a 二类水体三波段生物光学模型波段选择

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2000—2020年厦门港用地变化遥感监测与空间格局分析

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海南大学学报（自然科学版） 2022年第2期40卷 182-192页

作者：陈爱琳江洪麻霞福州大学空间数据挖掘和信息共享教育部重点实验室卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心数字中国研究院<福建>福建福州350108

采用Landsat系列遥感影像提取厦门港2000—2020年四期土地利用数据,通过土地利用动态度、转移矩阵、标准差椭圆等技术指标的计算分析,进行厦门港海沧、东渡、翔安港区开发对环境影响以及港口空间格局变化研究.研究结果表明:港口扩张导... 详细信息

采用Landsat系列遥感影像提取厦门港2000—2020年四期土地利用数据,通过土地利用动态度、转移矩阵、标准差椭圆等技术指标的计算分析,进行厦门港海沧、东渡、翔安港区开发对环境影响以及港口空间格局变化研究.研究结果表明:港口扩张导致水体、耕地、滩涂和养殖等用地大量减少. 2000—2020年,海沧港区增加了540.47 hm^(2),东渡港区增加287.80 hm^(2),翔安港区增加94.05 hm^(2).不同时期厦门港用地变化差异明显,海沧港区土地利用在2000—2008年变化最剧烈,翔安港区土地利用在2008—2020年变化最剧烈,东渡港区土地利用变化总体较平稳. 2000—2014年,海沧港区迅速扩张,拉动厦门港港口用地重心向海沧港区方向移动;2014—2020年,翔安港区海翔码头的建成,使港口用地重心向东南略有转移.厦门港发展方向基本保持东北—西南方向,港口用地空间格局趋向分散化. 20多年来,厦门港从东渡港区起步,逐步向海沧、翔安港区发展.

关键词：港口扩张土地利用空间格局遥感厦门港

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基于MODIS数据的2001—2018年中国耕地复种指数反演研究

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地理科学进展 2020年第11期39卷 1874-1883页

作者：李宇邱炳文何玉花陈功叶智燕福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350116 地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350116 数字中国研究院(福建) 350116

耕地复种指数的持续稳定关乎国家粮食安全战略,实时高效地获取复种指数时空演变的详细过程信息具有重要意义。论文基于2001—2018年500 m分辨率的MODIS09A1影像数据,利用小波谱顶点的快速自动检测方法获取了全国复种指数的时空分布图,... 详细信息

耕地复种指数的持续稳定关乎国家粮食安全战略,实时高效地获取复种指数时空演变的详细过程信息具有重要意义。论文基于2001—2018年500 m分辨率的MODIS09A1影像数据,利用小波谱顶点的快速自动检测方法获取了全国复种指数的时空分布图,并采用Mann-Kendall检验、启发式分割算法等方法开展了全国复种指数变化形式的时空演变规律及驱动机制研究。结果表明:全国耕地复种指数稳中有升,复种指数均值从2001年的1.14上升至2018年的1.30。全国6%的耕地面积复种指数发生显著变化(约13.5万km^2),相当于一个安徽省的面积。复种指数增加面积约占变化面积的2/3,复种指数下降面积约占变化面积的1/3。其中,复种指数增加的面积主要来源于黄土高原区、甘新区的休耕转为单季以及黄淮海区单季转双季,且集中在2004—2013年。2013年至今,全国复种指数仍呈增加趋势,黄淮海区单季转双季的面积保持持续增加是重要的影响因素。复种指数下降的面积主要来源于2009—2013年长江中下游平原区的双季转单季。保持黄土高原区、甘新区的耕地有效种植面积以及黄淮区耕地的双季种植面积,适当抑制长江中下游地区耕地复种指数的下降态势,对于稳定耕地复种指数、确保粮食安全具有重要意义。

关键词：耕地复种指数小波谱顶点休耕转为单季 MOD09A1 中国

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基于LightGBM的全球海洋次表层温盐遥感预测

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遥感学报 2020年第10期24卷 1255-1269页

作者：张天一苏华杨欣严晓海福州大学卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350108 厦门大学美国特拉华大学近海海洋研究与管理联合研究所厦门361005

随着卫星遥感技术的发展,越来越多的卫星观测数据被应用于预测海洋内部温盐结构信息,而如何有效提高海洋内部温盐信息的预测精度仍是一个挑战。本文应用LightGBM算法结合随机森林算法构建全球海洋次表层(0-1000 m)温度异常(STA)与盐度异... 详细信息

随着卫星遥感技术的发展,越来越多的卫星观测数据被应用于预测海洋内部温盐结构信息,而如何有效提高海洋内部温盐信息的预测精度仍是一个挑战。本文应用LightGBM算法结合随机森林算法构建全球海洋次表层(0-1000 m)温度异常(STA)与盐度异常(SSA)的预测模型,模型使用海表卫星观测数据(海表高度异常(SSHA)、海表温度异常(SSTA)、海表盐度异常(SSSA)和海表风场异常水平和垂直分量(USSWA、VSSWA),结合经纬度信息(LON、LAT)作为预测变量,使用Argo次表层温盐数据作为模型训练与测试标记。本文使用五参数模型(SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA)、带纬度六参数模型(LAT、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA)、带经度六参数模型(LON、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA)与带经纬度七参数模型(LON、LAT、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA)来着重分析LON与LAT在STA、SSA遥感预测中发挥的作用。结果表明LON与LAT在STA、SSA各自预测中发挥不同的作用。在单时相和时序预测STA中LON与LAT对模型的贡献随着深度的增加逐渐增大,而在单时相和时序预测SSA中LON与LAT对不同深度预测模型始终保持较大的贡献。在单时相预测STA与SSA中LON较LAT对模型贡献更大,而在时序预测STA与SSA中LAT较LON对模型贡献更大。经纬度信息是全球海洋次表层温盐机器学习预测的重要参数,可以提高模型的预测精度。同时,LightGBM较随机森林在预测海洋次表层温盐异常时精度更高鲁棒性更强。

关键词：海洋次表层温盐异常 LightGBM 遥感预测经纬度

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车载激光点云道路边界提取的Snake方法

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测绘学报 2020年第11期49卷 1438-1450页

作者：方莉娜卢丽靖赵志远王昀昀陈崇成福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福建福州350002 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350002 福州大学数字中国研究院福建福州350002 福建省制图院福建福州350001

针对车载激光点云中道路边界提取困难,自动化程度低的问题,提出一种基于离散点Snake的车载激光点云道路边界提取方法。不同于传统基于图像建立Snake,本文直接基于离散点建立Snake模型。先利用伪轨迹点数据,确定初始轮廓位置,参数化不同... 详细信息

针对车载激光点云中道路边界提取困难,自动化程度低的问题,提出一种基于离散点Snake的车载激光点云道路边界提取方法。不同于传统基于图像建立Snake,本文直接基于离散点建立Snake模型。先利用伪轨迹点数据,确定初始轮廓位置,参数化不同类型的道路边界初始轮廓;然后基于离散点构建适合多类型道路边界的Snake模型,定义模型内部、外部和约束能量,通过能量函数最小化推动轮廓曲线移动到显著道路边界特征点处,实现不同道路边界的精细提取。本文试验采用3份不同城市场景的车载激光点云数据验证本文方法的有效性,道路边界提取结果的准确率达到97.62%,召回率达到98.04%,F1-Measure值达到97.83%以上,且提取的道路边界结果与软件交互提取的结果有较好的吻合度。试验结果表明,本文方法能够修正噪声、断裂等数据质量对道路边界提取的影响,能够实现各类复杂城市环境中不同形状道路边界的提取,具有较强的稳健性和适用性。

关键词：车载激光点云主动轮廓模型(Snake) 道路提取梯度能量函数

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虫害胁迫下毛竹叶绿素含量高光谱估算方法

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光谱学与光谱分析 2020年第8期40卷 2578-2583页

作者：李凯陈芸芝许章华黄旭影胡新宇汪小钦福州大学卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心福建福州350116 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350116 福州大学环境与资源学院福建福州350116 南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210093

叶绿素作为参与植被光合作用最重要的色素,是监测毛竹虫害的一项重要指标。通过对不同光谱数据集进行波长筛选,建立虫害胁迫下竹叶叶绿素含量的高光谱估算模型,为利用高光谱遥感监测毛竹虫害提供理论依据。试验在福建省毛竹生产基地顺... 详细信息

叶绿素作为参与植被光合作用最重要的色素,是监测毛竹虫害的一项重要指标。通过对不同光谱数据集进行波长筛选,建立虫害胁迫下竹叶叶绿素含量的高光谱估算模型,为利用高光谱遥感监测毛竹虫害提供理论依据。试验在福建省毛竹生产基地顺昌县进行,使用ASD FieldSpec 3光谱仪采集不同虫害程度竹叶光谱102条,并利用SPAD-502叶绿素计测定相应叶片叶绿素含量。通过对比不同虫害程度竹叶的光谱特征,探测利用高光谱数据估算叶绿素含量的机理。对竹叶原始光谱(OS)进行包络线去除(CR)、一阶导数(FD)、包络线去除一阶导数(CR-FD)变换,分析不同光谱数据与叶绿素含量的相关性,并利用连续投影算法(SPA)分别提取4种光谱的特征波长。采用基于x-y距离结合的样本划分法(SPXY)和随机法对4种光谱数据集进行划分,结合多元逐步回归(MSR)建立竹叶叶绿素含量估算模型,分析光谱变换及样本划分对估算叶绿素含量的影响。结果表明,不同虫害程度竹叶光谱反射率差异明显,主要表现为可见光波段范围内的"绿峰"和"红谷"的逐渐消失,"红边"斜率减小,近红外波长反射率降低。通过光谱变换可有效提升光谱与叶绿素含量的相关性,其中CR-FD光谱与叶绿素含量在724 nm处的相关系数最大。经连续投影算法提取的不同光谱数据集的特征波长集中分布在绿光、红光、"红边"位置,多个被选择波长位于与叶绿素含量相关性较高的波长区(600~750 nm)。基于SPXY样本划分法建立的MSR模型相比于随机样本划分法能显著提升叶绿素含量的估算精度,其中R^2和RPD平均提高0.1和0.5, RMSE平均降低0.7。以CR-FD光谱特征波长结合SPXY样本划分法建立的多元逐步回归模型对竹叶叶绿素含量的估算精度最高,R^2, RMSE和RPD分别为0.835, 2.604和2.364,可对虫害胁迫下毛竹叶片叶绿素含量进行准确的估算。

关键词：叶绿素含量高光谱光谱变换波长筛选 SPXY样本划分

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基于Sentinel-2光谱与地形特征的山区森林分类——以武夷山国家公园为例

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海南大学学报（自然科学版） 2023年第2期41卷 160-171页

作者：张春莹江洪林敬兰岳辉福州大学空间数据挖掘和信息共享教育部重点实验室卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心数字中国研究院(福建)福建福州350108 福建省水土保持试验站福建福州350002 长汀县水土保持中心福建长汀366300

为了提高山区复杂地形条件下的森林分类精度,以武夷山国家公园为研究区开展山区森林分类研究.以Sentinel-2遥感影像作为数据源,采用多尺度分割方法进行影像分割,并通过ESP2算法选取影像的最优分割尺度.首先构造了Sentinel-2光学影像的初... 详细信息

为了提高山区复杂地形条件下的森林分类精度,以武夷山国家公园为研究区开展山区森林分类研究.以Sentinel-2遥感影像作为数据源,采用多尺度分割方法进行影像分割,并通过ESP2算法选取影像的最优分割尺度.首先构造了Sentinel-2光学影像的初始27维光谱特征,通过计算随机森林Gini指标对分类特征变量进行优化,最终确定17维最优特征变量,然后将提取的研究区地形特征与最优特征变量相结合,应用随机森林算法进行森林分类.结果表明:在27维光谱特征中选取重要性排名前17的特征参与分类时,精度最高值为0.911 0,其中,Sentinel-2影像的红、红边和近红外波段及其相应的光谱指数在森林分类中有较高重要性;在不同的特征参与分类时,在参考光谱特征中依次加入红边指数和地形因子,分类的总体精度分别为88.13%、89.50%、90.87%,Kappa系数分别为0.854 6、0.871 0、0.887 8.研究证明将Sentinel-2丰富的光谱特征与地形因子相结合,可有效获取各森林地物类型在不同地形特征下的不同光谱特征,此方法在森林地物信息提取中具有较高的应用价值,为今后地形复杂的山区森林进行快速、准确的分类提供技术方法参考.

关键词：山区地形森林分类面向对象 Sentinel-2 红边指数

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基于多特征优选的平和县蜜柚园遥感提取与扩张分析

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贵州大学学报（自然科学版） 2022年第3期39卷 52-61,92页

作者：刘雪萍周小成崔雅君肖祥希福州大学空间数据挖掘和信息共享教育部重点实验室卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心福建福州350108 福建省林业科学研究院福建福州350012

本文基于谷歌地球引擎(google earth engine,GEE)平台中2020年Sentinel-2数据和数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,在递归特征消除的随机森林(random forest-recursive feature elimination,RF-RFE)特征选择算法基础上结合随机森林(random forest,RF)分类算法,实现了平和县蜜柚园的空间分布制图。根据蜜柚园扩张的先验知识,使用2020年蜜柚园的提取结果对历史Landsat数据进行掩膜,依次获得1990、2000、2010年平和县蜜柚园的空间分布,在此基础上对30年以来平和县蜜柚园的变化进行分析。结果表明:基于GEE平台,使用RF-RFE特征选择后的多特征分类方法可以快速、准确地提取平和县蜜柚园的空间分布。蜜柚园的生产精度和用户精度分别为89.83%和90.59%;平和县蜜柚园面积从1990年的10.5 km^(2)增加到2020年632 km^(2),增加的蜜柚园主要来源于有林地,其次为耕地和香蕉园。本研究可为平和县蜜柚产业的健康发展提供决策支持,同时可为南方地区的果园提取提供技术参考。

关键词：蜜柚园 Sentinel-2 随机森林算法 RF-RFE 平和县

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福州市交通违法行为时空特征分析

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测绘地理信息 2020年第4期45卷 11-15页

作者：杨杰邬群勇福州大学福建省空间信息工程研究中心福建福州350116 福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350116

为了对交通违法行为进行分析,以便于交通管理部门采取科学的交通违法治理措施。利用福州市2016年的交通违法信息数据,运用核密度估计、统计分析、可视分析、Gini指数和层次聚类等方法,分析了福州市的交通违法行为的空间分布及时间分布... 详细信息

为了对交通违法行为进行分析,以便于交通管理部门采取科学的交通违法治理措施。利用福州市2016年的交通违法信息数据,运用核密度估计、统计分析、可视分析、Gini指数和层次聚类等方法,分析了福州市的交通违法行为的空间分布及时间分布特征。结果表明:在空间上,福州市的交通违法主要集中在二环以内,且沿地铁一号线聚集分布,在三环外交通违法较少;在时间上,交通违法行为的数量表现出周一至周五比双休日多,非节假日比节假日多的规律;而且6种主要交通违法行为在一年中不同月份呈现集中分布特征。

关键词：交通违法地理信息系统福州市空间分布时空分布

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