基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法及装置，属于遥感技术领域，该方法包括：通过无人机获取待检测区域的包含多个波段的多光谱遥感影像；所述多个波段包括蓝光波段、红光波段、红边波段和近红外波段；根据多光谱遥感影像中不同波段反射率值的组合构建多个目标光谱特征；将多光谱遥感影像每个像素的多个目标光谱特征，输入训练后的随机森林预测模型，得到每个像素对应区域的土壤有机质含量预测结果；所述预测模型根据土壤有机质含量和多个目标光谱特征已确定的多光谱遥感影像样本训练得到。该方法提高了土壤有机质监测的效率，通过少量波段便可准确对土壤有机质进行反演，在提高土壤有机质检测效率的同时还提高了检测精度。时还提高了检测精度。时还提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】
基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及遥感
，尤其涉及一种基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法及装置。

技术介绍

[0002]有机质是反映耕地土壤肥力的关键指标，有机质含量快速遥感监测对快速掌握耕地土壤肥力情况、精准施肥、土壤地力保护等来说具有重要意义。不同区域、不同田块甚至同一田块内部的土壤有机质含量均存在空间异质性，实现地块尺度的土壤有机质含量精细、精准、快速监测，不仅可辅助农业部门快速掌握耕地地力情况，实现耕地科学管理和养护，还可为规模化农场等精准施肥提供信息支撑，具有重大的现实意义和应用价值。
[0003]常规的土壤有机质制图主要依靠传统的野外试验站长期定位观测和大批量野外采样并进行实验室化学分析进行。有机质含量测定精度十分准确，但人力成本和测试成本高昂，监测所耗时间也很漫长。实地观测只能获取观测点位上的土壤有机质含量，点位外的土样有机质含量只能利用空间插值技术进行插补，从而间接实现土壤有机质空间制图。
[0004]目前，遥感技术具有快速获取空间信息的特点，且成本较低。近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法，其特征在于，包括：通过无人机获取待检测区域的包含多个波段的多光谱遥感影像；其中，所述多个波段包括蓝光波段、红光波段、红边波段和近红外波段；根据所述多光谱遥感影像中不同波段反射率值的组合，构建不同的多个目标光谱特征；将所述多光谱遥感影像每个像素的所述多个目标光谱特征，输入训练后的随机森林预测模型，得到每个像素对应区域的土壤有机质含量预测结果；其中，所述随机森林预测模型，根据土壤有机质含量和所述多个目标光谱特征已确定的多光谱遥感影像样本训练得到。2.根据权利要求1所述的基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法，其特征在于，所述通过无人机获取待检测区域的包含多个波段的多光谱遥感影像之前，还包括：通过无人机获取试验区域的包含所述多个波段的多光谱遥感影像，并确定试验区域多光谱遥感影像中样点区域的土壤有机质含量，以及确定试验区域多光谱遥感影像中样点区域的所述目标光谱特征，作为训练样本；以训练样本的所述多个目标光谱特征作为输入特征，已知的土壤有机质含量作为结果标签，对构建的初始随机森林预测模型进行训练，得到所述训练后的随机森林预测模型。3.根据权利要求1所述的基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法，其特征在于，所述得到每个像素对应区域的土壤有机质含量预测结果之后，还包括：根据每个像素区域的土壤有机质含量预测结果，绘制土壤有机质含量的遥感影像图。4.根据权利要求1所述的基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法，其特征在于，所述根据所述多光谱遥感影像中不同波段反射率值的组合构建不同的多个目标光谱特征，包括：根据不同波段反射率值的组合构建不同的多个候选光谱特征；基于竞争性自适应重加权算法，对所述候选光谱特征进行筛选，得到所述目标光谱特征。5.根据权利要求4所述的基于随机森林的土壤有机质高精度快速检测方法，其特征在于，所述基于竞争性自适应重加权算法，对所述候选光谱特征进行筛选，包括通过蒙特卡罗采样，从所述候选光谱特征中抽取预设比例的光谱特征，建立偏最小二乘分析模型；对所述偏最小二乘分析模型，计算光谱特征回归系数的绝对值权重，并删去绝对值权重较小的光谱特征；根据剩余候选光谱特征，通过自适应重加权采样，对采样得到的光谱特征再次建立偏最小二乘分析模型，并计算交互验证均方根误差值；重复上述从所述候选光谱特征抽取预设比例的光谱特征，建立偏最小二乘分析模型，至计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静平，张云鹤，顾晓鹤，潘瑜春，孙乾，张森，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：