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基于PSO-LSSVM的森林地上生物量估测模型
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP79[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京林业大学精准林业北京市重点实验室,北京100083, [2]平顶山学院旅游与规划学院,平顶山467000, [3]中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41371001); 北京市科技专项项目(Z15110000161596); 北京林业大学青年教师科学研究中长期项目(2015ZCQ-LX-01); 平顶山学院青年科研基金项目(PDSU-QNJJ-2013007)
中文摘要:

为提高森林地上生物量估测精度,从建模因子和建模方法出发,提出了一种综合考虑影像纹理特征、地形特征、光谱特征的粒子群优化最小二乘支持向量机生物量估测方法。以松山自然保护区为研究区域,以资源三号遥感卫星数据为数据源,配合194块调查样地实测数据、森林资源二类调查数据、数字高程模型数据,通过分析46个特征变量与森林地上生物量间的Pearson相关性,进行特征变量优化提取,建立PSO-LSSVM模型并在Matlab 2014a上编程实现。以决定系数R2和均方根误差RMSE为指标,对比分析了PSO-LSSVM和多元线性回归地上生物量模型精度。研究结果表明:PSO-LSSVM模型在针叶林、阔叶林、灌木林3种类型中预测决定系数分别为0.867、0.853、0.842,比多元线性回归模型分别提高了23.15%、19.13%、14.40%。PSO-LSSVM地上生物量模型具有良好的自学能力和自适应能力,它取代了传统的遍历优化方法,在全局优化及收敛速度方面具有较大优势,预测精度较高。

英文摘要:

In order to improve the accuracy of forest above-ground biomass estimation,constructed from modeling factor selection and modeling aspects,a PSO-LSSVM biomass estimation method was proposed by considering comprehensive of the image texture features,topographical features,spectral features.Selecting Songshan Nature Reserve as study area,with the data sources from ZY-3 satellite remote sensing image,the measured data of 194 survey plots,forest resource inventory data,and the digital elevation model data,the Pearson correlation relationship was analyzed between 46 feature variables and forest above-ground biomass. With the optimal feature extraction variables chosen,the PSO-LSSVM model was established in Matlab 2014 a. The determination coefficient( R~2) and root mean square error( RMSE)were taken for comparative analysis of the accuracy of PSO-LSSVM model and multiple linear regression model. The results showed that the prediction accuracies( R2) of PSO-LSSVM model in coniferous forest,broadleaf forest and shrub were 0. 867,0. 853 and 0. 842,which were improved by 23. 15%,19. 13% and 14. 40% compared with the multiple linear regression model,respectively. The PSOLSSVM model had self-study ability and adaptive capability,it can replace the traditional traversal optimization method,and it had great advantages on global optimization and convergence rate with smallsample volume requirement and high precision accuracy.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884