水稻镉污染高光谱遥感主成分分析独立分量分析小波分形分析硕士论文

1、水稻镉污染胁迫高光谱分析模型研究【关键词】 水稻镉污染; 高光谱遥感; 主成分分析; 独立分量分析; 小波分形分析; 【英文关键词】 rice under Cd contamination; hyperspectral remote sensing; principal component analysis; independent component analysis; fractal analysis; Wavelet Transform; 【中文摘要】 农田重金属污染是当今世界面临的重大环境问题,受到各界广泛关注。重金属污染具有复杂隐蔽性、危害持久性,尤其可能通过食物链的富集作用危及人类

2、健康。因此,如何快速、准确地监测大范围内农田重金属污染相当迫切,具有重要的学术价值与实践意义。 本研究以国家863项目为依托,使用多种方法研究大范围内重金属浓度微小变化量的遥感弱信息识别与提取,基于野外实测和Hyperion高光谱影像数据建立水稻镉污染胁迫水平评估模型,为实现大范围快速无损监测水稻镉污染提供理论基础与科学依据,具有较强的理论和现实意义。 地面方法采用ASD公司的FieldSpec波谱仪获得水稻冠层光谱数据。鉴于镉对水稻各种生理特征参数的影响具有复杂隐蔽性,导致冠层光谱特征变化微小,需要采用一些方法增强和提取隐含在光谱中的污染弱信息。在水稻冠层高光谱数据和各种实测生化参数的支持下

3、,利用主成分分析、独立分量分析、小波变换和分形分析技术从高光谱遥感数据中提取镉污染弱信息,获取水稻镉污染敏感光谱因子,包括第一主成分F1、独立分量ICA1和小波分解细节信号的光谱分维D,db系列小波函数表现良好。利用3个敏感因子分别构建水稻镉污染胁迫一维诊断模型,获得较好的诊. 【英文摘要】 Farmland of heavy metal pollution has drawn wide attention, which is the worst serious environmental problems we are facing. The heavy metal pollution ha

4、s characteristic of complex confidentiality, durable harm, especially may endanger our human health enrich through the food chain. Therefore, its very urgent to monitor a large area of farmland quickly and accurately, it also has important academic value and practice significance. This study based o

5、n 863 project, study on remote sensing weak information.摘要 5-6 Abstract 6-7 第1章 绪论 10-17 1.1 研究背景 10-13 农田重金属污染概况 10-11 我国水稻镉污染现状 11-12 重金属污染的传统监测方法 12 高光谱遥感技术探测植被重金属污染的可能性 12-13 1.2 国内外研究现状 13-15 1.3 研究内容及意义 15 1.4 论文组织结构 15-17 第2章 水稻镉污染胁迫遥感监测机理 17-21 2.1 健康水稻光谱特征 17-18 2.2 镉胁迫下水稻光谱特征变化 18 2.3 镉污染胁

6、迫下水稻生化参数响应 18-21 第3章 数据与方法 21-31 3.1 研究区域概况 21-22 3.2 数据采集 22-24 地面光谱数据采集 22 其他相关数据采集 22-23 高光谱影像数据 23-24 3.3 研究方法 24-31 技术路线 24 主成分分析（PCA） 24-26 独立分量分析（ICA） 26-28 小波变换与分形分析 28-31 第4章 基于地面光谱的水稻镉污染胁迫水平评估模型 31-44 4.1 水稻镉污染胁迫敏感光谱波段选择 31 4.2 水稻镉污染胁迫一维光谱诊断 31-41 基于主成分的一维光谱诊断 31-33 基于独立分量的一维光谱诊断 33-34 基于光谱分维的一维光谱诊断 34-41 4.3 水稻镉污染胁迫二维光谱诊断 41-42 4.4 水稻镉污染胁迫三维光谱诊断 42-44 第5章 基于Hyperion 影像的水稻镉污染胁迫水平评估模型 44-64 5.1 Hyperion 数据预处理 44-58 Hyperion 数据预处理流程 44-45 波段选择 45-47 坏线修复 47-49 条纹去除 49-50 Smile 效应 50-52 大气校正 52-55 最小噪声分离变换（MNF） 55-57 Hyperion 数据预处理结果 57-58 5.2 基于Hyperion 光谱分维的水稻镉污染胁迫识别模型 58-64