摘要：我国东北黑土富含养分,随着土壤数字制图、精确农业和土壤资源调查等研究的深入,引入航空高光谱数据并提供科学的预测结果成为研究热点。硒元素相对于黑土土壤的主要成分属于微量元素,但其对作物的正常生长的作用与大量元素是同等重要的,亦是人体健康所必要的营养元素。针对硒含量反演,建立了一个基于主要成分的间接提取模型,该模型能够显著提升硒含量回归系数,降低实测值与预测值的误差。数据源自CASI-1500航空高光谱成像系统,光谱范围380~1050nm,空间分辨率1.5m。在黑龙江建三江地区采集60个土壤样本,化验获得硒、有机质、全铁、pH和氧化钙含量数据,选择BP神经网络,建立光谱与含量的反演模型。分析不同含量的黑土成分在可见-近红波段范围内光谱变换规律,掌握了硒元素随着含量升高,光谱反射率会逐步升高的规律。但当硒含量较低时,在其他成分的干扰下,这一规律会逐渐减弱,直至不显著。有机质的光谱特征与硒元素相反,总体上随着含量的增高,反射率整体下降,这与有机质的光谱特性紧密相关。全铁光谱呈现出与有机质光谱类似的规律,说明二者具有较高的相关性。不同pH值和氧化钙含量的光谱特征与检测值没有呈现出明显的特征规律,反射规律不明显。对60个采样点不同养分含量进行逐波段求反射率对养分的相关系数。结果表明,pH值各个波段相关系数最高,均值达到0.63;其次是全铁的相关系数,为0.54;有机质和氧化钙的相关系数接近,分别为0.42和0.47;而硒元素含量与逐波段的平均相关系数最低,为0.38。选取相关系数较高的前5个波段,作为建模波段。硒特征波段为447,437,456,466和475nm;有机质特征波段为447,456,466,437和475nm;全铁特征波段为752,695,800,762和733nm;pH特征波段为905,752,800,943和695nm;氧化钙特征波段为752,695,800,523和762nm。通过计算样本点硒含量与其他成分的相关系数,硒与有机质呈正相关,相关系数为0.79;与全铁、pH、氧化钙呈负相关,相关系数分别为-0.80,-0.94和-0.69。针对有机质、全铁、pH和氧化钙反演精度较高,而硒元素含量较低,直接反演精度不足的问题,设计了一种先提取4种成分含量,再根据其提取结果建立硒元素函数关系,间接反演硒元素含量的方法。首先将五种成分与特征光谱进行神经网络分析,计算每种成分的回归系数R2和RMSE。显示全铁和pH具有较高的反演精度,有机质和氧化钙归系数虽低于0.8,但也显著高于硒元素的反演精度。建立硒元素与其他4种成分含量的回归模型,得出Se=0.5229+0.0418Som-0.0166Fe2O3-0.0356pH-0.005CaO,进行硒元素间接提取,回归系数从0.516增长到0.724,均方根误差从0.182降低到0.136,显著改进了反演硒含量的精度,为硒元素大范围精确制图提供了一种新技术。

摘要：阐述了LIDAR多脉冲探测模式原理及影响因素。通过飞行实验对比了单脉冲与多脉冲探测模式在大高差地形区域的探测效率及相关问题。大高差地形测绘中,单脉冲模式只能采用低激光频率,造成点密度稀疏,难以满足高精度制图需求;多脉冲模式虽然具有作业效率高等优势,可以获取点密度更高的数据,如何规避大气边缘区的影响是必须考虑的问题。在西北某测区通过合理设计,采用多脉冲模式完成了机载激光雷达数据采集,获得了较好效果。未来采用LIDAR多脉冲探测模式可以在我国西部大高差区域地形测绘工作中发挥重要作用。

摘要：针对现有地物波谱库数据采集传感器单一、地物种类划分泛化性弱以及缺乏有效集成最新光谱分析模型等问题,提出构建典型目标地面光谱信息系统,对地面光谱数据获取、分析、处理和综合信息提取等技术进行科学设计和集成,并基于客户端层和服务器层(C/S)结构设计实现系统的信息表达。以岩矿和土壤重金属提取为例开展了示范研究。研究表明,系统达到了高效、快速和准确挖掘光谱蕴含的丰富地物信息的研究目标,为地物识别、资源勘查和生态环境评价等工作提供了技术支撑。