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基于环境与光谱相似性的橡胶树叶片磷含量局部估测模型

文献类型： 中文期刊

作者： 郭澎涛 1 ; 朱阿兴 2 ; 李茂芬 3 ; 罗微 1 ; 杨红竹 1 ; 茶正早 1 ;

作者机构： 1.中国热带农业科学院橡胶研究所

2.南京师范大学地理科学学院

3.中国热带农业科学院科技信息研究所

关键词： 磷;橡胶树;叶片;环境相似性;光谱相似性;局部模型

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2022 年 38 卷 003 期

页码： 204-211

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 为解决现有基于光谱相似性的局部样本搜索方法存在样本误选引起模型预测性能降低的问题,该研究提出先利用环境因子对叶片样本进行类别划分,然后在与待估测样本具有相同类别的样本集内进行局部样本搜索的方法.为验证该方法的有效性,将其用于实际案例中.在案例研究中,分3个时期(4-6月:抽叶期,7-9月:成熟期,10-12月:衰老期)在相同地块采集橡胶树叶片样品,然后利用该方法分别构建每个时期橡胶树叶片磷含量高光谱估测模型,并将模型预测精度与利用现有局部样本搜索方法构建的模型进行比较.为体现该研究提出方法的稳定性和可靠性,将每个时期采集的叶片样本随机分割5次,然后利用方差分析比较不同模型之间的预测精度是否存在显著差异.结果表明,利用该研究提出的方法构建的3个时期的橡胶树叶片磷含量高光谱估测模型预测精度(抽叶期:RMSE分别为(0.031±0.003)%和(0.030±0.004)%,成熟期:RMSE分别为(0.030±0.002)%和(0.029±0.003)%,衰老期:RMSE分别为(0.026±0.002)%和(0.024±0.003)%)都要高于利用现有局部样本搜索方法构建的高光谱估测模型(抽叶期:RMSE分别为(0.034±0.002)%和(0.034±0.002)%,成熟期:RMSE分别为(0.042±0.002)%和(0.042±0.003)%,衰老期RMSE分别为(0.034±0.003)%和(0.035±0.003)%),且在成熟期和衰老期的差异达到了P<0.05的显著性水平,这就证明了在进行局部样本搜索时必须要考虑橡胶树叶片样本所处环境的差异,以避免选择到与待估测样本不属于同一环境条件的局部样本,进而可显著提高估测模型的预测性能.

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