ASD | ASD FieldSpec 3地物光譜儀在確定土壤有毒元素上的應(yīng)用
土壤質(zhì)量直接影響其有機(jī)體的健康。然而,土壤容易受到人類活動的干擾,如采礦、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)活動,導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤污染。在各種土壤污染中,有毒元素會對人類和家畜健康以及食品安全造成威脅。因此,監(jiān)測這些污染類型的濃度和分布對于土壤修復(fù)項目至關(guān)重要。然而,傳統(tǒng)采樣和實驗室分析方法成本高、
基于此,在本研究中,來自捷克生命科學(xué)大學(xué)的研究團(tuán)隊于2015年8月12日在Sarcheshmeh礦山采集了120個土壤樣品,在實驗室進(jìn)行化學(xué)(As、Pb、Zn和Cr)和光譜測量(ASD Fieldspec 3地物光譜儀)。并于2015年8月13日獲取Landsat 8-OLI圖像,2016年1月20日獲取Sentinel-2A圖像。旨在探索Landsat 8-OLI和Sentinel-2A單個圖像及其相融合量化As、Pb、Zn和Cr的潛力。為了達(dá)到融合目的,作者采用了不同的融合技術(shù),即HSV色彩模型、Brovey、主成分分析(PCA)、Gram-Schmidt (GS)、小波和ATPRK。同時,采用遺傳算法(GA)選取實驗室光譜中所需的重要波長,以建立偏最小二乘回歸(PLSR)預(yù)測模型,以評估所選變量對最終模型性能的影響。
【結(jié)果】
利用全部光譜(PLSR)和選定波長(GA-PLSR)建立的有毒元素預(yù)測模型的性能。(驗證數(shù)據(jù)集)
整合了Landsat 8-OLI和Sentinel-2A波段的融合方法的定量評估
將GA-PLSR應(yīng)用在圖像像素光譜中建立的有毒元素預(yù)測模型的性能
【結(jié)論】
研究結(jié)果表明,與單個Landsat 8-OLI和Sentinel-2A圖像的像素光譜相比,其融合產(chǎn)物的像素光譜與實驗室實測樣品的反射響應(yīng)高度一致,尤其是在VNIR區(qū)。單因素方差方法也在實驗室光譜和融合圖像像素光譜之間產(chǎn)生了更相似的波長。對于單個Landsat 8-OLI和Sentinel-2A圖像,GA-PLSR模型在Sentinel-2A數(shù)據(jù)上性能較好,而Landsat8-OLI對As的預(yù)測結(jié)果更好。與其它融合技術(shù)相比,將GA-PLSR模型應(yīng)用在ATPRK融合的圖像中可以產(chǎn)生更準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果??傊撗芯勘砻鳎琇andsat 8-OLI和Sentinel-2A圖像相融合可以提高土壤有毒元素預(yù)測模型的性能。
相關(guān)產(chǎn)品
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