张明政
- 作品数：14 被引量：140H指数：6
- 供职机构：中国农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球农业科学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- Sentinel-2卫星影像的大气校正方法被引量：51
- 2018年
- Sentinel-2卫星是全球环境与安全监测系统"哥白尼计划"中的第二颗卫星,其影像具有高时空分辨率,是未来遥感应用的重要数据源。采用大气校正简化模型(SMAC)、6S模型和Sen2cor方法对Sentinel-2卫星影像进行大气校正,将上层大气表观反射率转换为地表反射率,并结合实测地物的光谱数据进行分析。Sentinel-2卫星影像经过大气校正后,影像光谱曲线与地面实测光谱曲线的变化趋势一致,具有较高的拟合度。三种模型大气校正的结果具有较强的相关性和较高的精度,其中Sen2cor方法精度最高,决定系数(R2)为0.8196,均方根误差(Ermse)为0.0388,其次为6S模型和SMAC。从归一化植被指数(NDVI)的分析可以看出,SMAC计算的NDVI值与实测值的相关性最高,R2为0.6389,Ermse为0.093,其次为6S模型和Sen2cor方法。结果表明这三种方法的大气校正精度较高,Sentinel-2卫星影像经过校正后影像质量明显得到提高,增加了可用性。
- 苏伟张明政蒋坤萍朱德海黄健熙王鹏新
- 关键词：遥感大气校正地表反射率
- 基于地基激光雷达与Landsat8影像的玉米LAI反演被引量：6
- 2015年
- 光学遥感影像可以快速提取大面积玉米冠层信息,但无法提供冠层垂直结构信息,导致反演玉米叶面积指数(LAI)时存在无法表达植被冠层内部叶片贡献而使反演LAI偏低的问题;地基激光雷达能够获取玉米冠层的高精度三维结构信息,但是每次只能在有限样区内获取。结合这两种技术的优势,利用将激光雷达数据体素化的方式,通过冠层分析法提取高精度的冠层结构信息;利用Landsat8光学影像获得大面积玉米冠层反射率,与得到的冠层结构信息进行回归分析,从而反演得到大面积的玉米冠层精确LAI结果。研究结果表明,归一化植被指数(NDVI)与激光点云计算的LAI相关性最强,相关系数R2=0.8086,均方根误差(RMSE)为0.1230,比值值被指数(RVI)相关性最差,R2=0.7079,RMSE为0.1520,通过实测值验证分析,三种模型的平均相对误差均小于10%,模型的可信度较高。
- 张明政苏伟王瑞燕
- 关键词：遥感叶面积指数体素
- 基于最大熵模型的玉米冠层LAI升尺度方法被引量：5
- 2016年
- 叶面积指数(leaf area index,LAI)是表达农作物冠层结构的关键参数之一,准确获取LAI对于农作物长势监测、估产等研究具有非常重要的意义。由于地物空间复杂性、数据源的不同以及遥感反演模型的非线性,LAI的反演结果会存在尺度效应,因此需要进行尺度转换研究。理想的升尺度转换应该只是数据空间分辨率的降低,而数据内在信息应保存到低分辨率中。最大熵(maximum entropy,Max Ent)模型是基于多种环境因子的广义学习模型,对分析因子的空间分布具有较高的估算精度,因此,该研究利用最大熵模型进行玉米冠层LAI升尺度方法研究,从而将野外实测的LAI点数据扩展到空间分辨率为30 m的面数据,所使用的数据源是Landsat8 OLI遥感影像、气象数据和野外样点上测量的LAI数据。研究结果表明:利用最大熵模型升尺度转换结果与实测LAI相比,R2为0.601、RMSE为0.898,说明两者的相关性较高;由于玉米冠层叶片之间的相互遮挡,导致整体结果偏低,但偏低误差在可接受范围内。因此,Max Ent模型可用于农作物LAI点数据到面数据的升尺度转换。
- 苏伟吴代英武洪峰张明政姜方方张蕊
- 关键词：作物叶面积指数环境变量
- 基于优化PROSAIL叶倾角分布函数的玉米LAI反演方法被引量：17
- 2016年
- 叶面积指数(LAI)是描述玉米冠层结构的重要参数之一,PROSAIL模型是常用于反演LAI的机理模型,能较为真实地反演植被冠层真实情况,但PROSAIL模型中使用的叶倾角分布函数假定区域内所有作物叶倾角分布是相同的,不能反映玉米植株真实的叶倾角分布情况。本研究以高分一号遥感影像和地基激光雷达点云数据作为数据源,充分利用地基激光雷达(TLS)在获取植被结构参数上的优势,通过体素化的方法对玉米叶片回波点云进行分割,获取每个拟合叶片单元的叶倾角,进而得到玉米植株真实的叶倾角分布,结合椭球分布函数得到玉米精确的叶倾角分布函数,实现对PROSAIL模型中叶倾角分布函数的优化。研究过程中分别基于未改进的PROSAIL模型和经过TLS优化后的PROSAIL模型反演黑龙江825农场主要玉米种植区的LAI。LAI反演结果表明:2种反演方法得到的LAI与实测LAI都具有较好的相关性,决定系数R2分别为0.557 6和0.858 3,模型可信度较高;但基于PROSAIL模型反演所得LAI结果偏低,在利用TLS数据提取叶倾角对模型进行优化后,反演LAI的估算精度由26.53%提高到96.23%。由此可知,通过引入TLS点云数据改进农作物叶倾角分布函数能大幅度提高LAI反演的准确性。
- 苏伟郭皓赵冬玲刘婷张明政
- 关键词：玉米叶面积指数
- 基于机载LiDAR数据的农作物叶面积指数估算方法研究被引量：19
- 2016年
- 叶面积指数(LAI)是农作物长势监测及估产的重要参数,激光雷达能够提供精确的农作物冠层结构信息,可弥补光学遥感在提取冠层结构信息方面的不足。因此,本文旨在挖掘激光雷达所能提取的农作物垂直结构信息,并研究冠层结构参数与农作物叶面积指数之间的关系,从而估算整个研究区的叶面积指数。首先,基于机载激光雷达数据提取平均高度(Hmean)、最大高度(H_(max))、最小高度(H_(min))、高度百分位数(H_(25th)、H_(50th)、H_(75th)、H_(90th))、激光穿透力指数(LPI)、回波点云密度、孔隙率(fgap)、叶倾角(MTA)等结构参数;然后,利用Pearson相关性分析法对以上参数与地面实测LAI进行相关性分析,并选择与LAI相关性高的参数;最后,对选择的敏感性参数进行回归分析,构建激光雷达参数与实测LAI的LiDAR-LAI估算模型,估算整个研究区的农作物冠层LAI。精度评价结果表明:预测LAI与实测LAI之间的相关系数为0.79,均方根误差为0.47,说明激光雷达所提取的农作物冠层结构参数可用于估算空间上连续、大面积的农作物LAI。
- 苏伟展郡鸽张明政吴代英张蕊
- 关键词：农作物机载激光雷达叶面积指数空间化
- 一种玉米冠层LAI和叶绿素含量联合反演方法和设备
- 本发明提供一种玉米冠层LAI和叶绿素含量联合反演方法和设备，包括：获取各生育期的多光谱的实际玉米冠层光谱反射率；基于PROSAIL模型建立查找表，所述查找表中的输入参数包括玉米各生育期的叶面积指数LAI、叶绿素含量，查找...
- 苏伟孙中平黄健熙刘哲张明政邬佳昱
- 文献传递
- 一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置
- 本发明提供一种基于无人机遥感影像的玉米出苗率计算方法及装置，该方法包括：对全局育种玉米植株航拍影像，进行超绿特征灰度运算和二值化处理，得到二值图像；对所述二值图像，分别分割出每一垄育种玉米植株，得到对应的二值图像条，并对...
- 苏伟张蕊吴代英刘哲张明政朱德海黄健熙
- 文献传递
- 一种玉米冠层LAI和叶绿素含量联合反演方法和设备
- 本发明提供一种玉米冠层LAI和叶绿素含量联合反演方法和设备，包括：获取各生育期的多光谱的实际玉米冠层光谱反射率；基于PROSAIL模型建立查找表，所述查找表中的输入参数包括玉米各生育期的叶面积指数LAI、叶绿素含量，查找...
- 苏伟孙中平黄健熙刘哲张明政邬佳昱
- 文献传递
- 一种叶面积垂直分布信息提取方法
- 本发明公开了一种玉米植株叶面积垂直分布信息提取方法，本发明的方法以激光雷达为数据源，利用基于法线差分的方法识别玉米叶片回波点云；将玉米植株回波点云体素化，利用冠层分析法提取叶面积垂直分布信息。利用本发明所提出的方法，可以...
- 苏伟朱德海张晓东黄健熙刘哲郭皓张明政
- 文献传递
- 基于地基激光雷达的玉米真实叶面积提取方法研究被引量：14
- 2016年
- 叶面积指数(LAI)是定量描述植物叶片生长状态的重要参数,相较于受叶片聚集情况影响较大的有效LAI,真实LAI更能准确反映作物真实的生长状态。地基激光雷达(TLS)可以快速获取高精度植物的高度、密度、叶倾角、叶面积等作物结构信息,但在叶面积信息获取上主要得到的是有效LAI。借鉴体素化的思想,提出了基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法。该方法充分利用TLS在获取垂直结构信息上的优势,将表征玉米真实生长状态的点云数据作为数据源,利用体素将玉米叶片回波点云分割成一系列叶片单元,基于体素内叶片及其投影数学关系求取叶片单元面积,进而实现玉米真实叶面积的获取。通过利用不同激光雷达扫描仪分别于北京和河北两地获取的不同品种、不同尺度的4个样本点的玉米TLS点云数据进行验证:样本点1、2、3的试验数据为单木尺度,采用不同体素大小计算叶面积。结果表明,该方法计算所得叶面积与实测叶面积具有较高的相关性,决定系数均在0.8以上,方法可信度较高;最优体素大小分别为0.17、0.15、0.15 cm,在相应最优体素大小下,RMSE分别为61.898、44.058、42.844 cm2,植株总叶面积之间的相对误差分别为-2.678%、0.619%、-0.474%,误差较小,精度较高。样本点4的玉米点云数据属于群体尺度,叶面积计算结果与实测叶面积之间的绝对误差为-14.663%,计算结果偏小。由此可知,基于体素内叶片及其投影数学关系的真实叶面积获取方法切实可行,且精度较高。
- 苏伟郭皓赵冬玲张明政张蕊吴代英
- 关键词：玉米体素化
