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基于支持向量机模型反演浮游植物粒级结构
  • ISSN号:1009-5470
  • 期刊名称:热带海洋学报
  • 时间:2015.7.15
  • 页码:37-47
  • 分类:P733.3[天文地球—物理海洋学;天文地球—海洋科学]
  • 作者机构:[1]热带海洋环境国家重点实验室中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(41376042;41176035;41176083);国家自然科学基金青年基金项目(41206029); 中国科学院海洋专项(XDA11040302); 中国科学院南海海洋研究所青年人才领域前沿项目(SQ201102); 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所)自主研究项目(LTOZZ1201)
  • 相关项目:基于广角测量技术的典型水体体散射函数角度及剖面分布特征研究
中文摘要:

文章采用支持向量机模型反演浮游植物的粒级结构。模型的输入量为浮游植物的吸收光谱、总叶绿素a浓度值。将该模型分别应用于南海数据集和NASA bio-Optical Marine Algorithm Dataset(NOMAD)全球大洋数据集。以浮游植物的吸收光谱做为输入向量时,南海数据集和NOMAD数据集反演微微型(pico)、微型(nano)和小型(micro)粒级浮游植物的平均绝对误差(APD)分别是46.1%、61.6%、55.0%和36.3%、44.6%、43.3%;决定系数(R2)分别为0.604、0.423、0.491和0.460、0.702、0.829。以浮游植物的吸收光谱和总叶绿素a浓度值做为输入向量时,南海数据集和NOMAD数据集反演pico、nano和micro粒级的平均绝对误差分别是19.2%、31.9%、31.6%和35.3%、35.4%、38.2%;决定系数分别为0.837、0.805、0.600和0.713、0.758、0.810。结果显示以吸收光谱和总叶绿素a浓度值作为输入变量的反演精度,比以吸收光谱作为输入变量的反演精度高。由此看出支持向量机模型对于两个数据集的反演结果很理想,该模型的提出为多光谱遥感反演浮游植物的粒级结构提供一个重要手段。

英文摘要:

In this study, a support vector machine (SVM) model was introduced to retrieve phytoplankton size classes (PSCs), from phytoplankton absorption spectra and total chlorophyll-a concentration.The performance of this model was validated with the South China Sea and NASA bio-Optical Marine Algorithm Dataset (NOMAD) datasets. The results of the model, which used phytoplankton absorption spectra as the only input parameter, showed that the absolute percentage differences (APD) were 46.1% (pico), 61.6% (nano) and 36.3% (micro) for the South China Sea dataset, and were 36.3% (pico), 44.6% (nano) ,44.3% (micro) for NOMAD dataset; It also showed that the determination coefficents (R2) were 0.604 (pico), 0.423 (nano) and 0.491 (micro) for the South China Sea dataset, and were 0.460 (pico), 0.702 (nano) and 0.829 (micro) for the NOMAD dataset. The SVM model that used both absorption spectra and chlorophyll-a concentration of phytoplankton showed that the APD were 19.2%, 31.9%, 31.6% and determination coefficents of phytoplankton size classes (pico, nano, and micro) were 0.837, 0.805, 0.600 for the South China Sea data-set. Using the same method, the result of SVM model showed that the APD were 35.3%, 35.4%, 38.2% and determination coefficents of phytoplankton size classes (pico, nano, and micro) were 0.713, 0.758, 0.810 for the NOMAD data set. The SVM model trained using phytoplankton absorption spectra and total chlorophyll-a concentration performed more effectively than that using only phytoplankton absorption spectra. The performance of the SVM model was shown to be satisfactory, and the model opens the way to an appliaction to estimate PSCs by using hyperspectral measurements

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期刊信息
  • 《热带海洋学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院南海海洋研究所
  • 主编:张偲
  • 地址:广州市新港西路164号
  • 邮编:510301
  • 邮箱:jto@scsio.ac.cn
  • 电话:020-84459408
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5470
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1500/P
  • 邮发代号:82-8
  • 获奖情况:
  • 国家“双效”期刊,1997年获评广东省优秀科技期刊一等奖,2001年进入中国期刊方阵
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6411