基于sCARS-RF算法的高光谱估算土壤有机质含量

基于sCARS-RF算法的高光谱估算土壤有机质含量

论文摘要

针对土壤高光谱数据量大、存在光谱信息冗余和重叠现象,应用稳定竞争性自适应重加权采样策略挑选特征变量,结合偏最小二乘回归和随机森林建立土壤有机质含量估算模型,并与竞争性自适应重加权算法、迭代保留有效信息变量、连续投影算法和遗传算法所得结果进行比较。结果显示,5种变量选择算法挑选的特征变量主要分布在1 900~2 400 nm的近红外光谱区域。RF模型的预测效果优于PLSR模型;与PLSR模型相比,RF模型鲁棒性更好,对异常值和噪声的敏感度更低。基于sCARS算法挑选的特征变量建立RF模型,变量数为51个,仅占全波段的2.55%,验证集R~2=0.958,获得的RPD为4.7,能够很好地预测SOM含量。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 材料与方法
  •   2.1 土壤光谱数据采集与预处理
  •   2.2 方 法
  •     2.2.1 稳定竞争性自适应重加权采样算法 (sCARS)
  •     2.2.2 随机森林 (Random forest, RF)
  •   2.3 建模样本集划分
  •   2.4 模型精度评价
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 特征变量选择
  •     3.1.1 sCARS算法特征变量选择
  •     3.1.2 CARS、IRIV、SPA、GA算法特征变量选择
  •   3.3 PLSR建模
  •   3.4 RF建模
  • 4 讨 论
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李冠稳,高小红,肖能文,肖云飞

    关键词: 土壤有机质,可见近红外光谱,稳定竞争性自适应重加权,随机森林,湟水流域

    来源: 发光学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 化学,农业基础科学,农艺学

    单位: 青海师范大学地理科学学院,青海省自然地理与环境过程重点实验室,中国环境科学研究院

    基金: 国家自然科学基金(41550003)资助项目~~

    分类号: S153.621;O657.3

    页码: 1030-1039

    总页数: 10

    文件大小: 2012K

    下载量: 300

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