本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)果蠅算法優(yōu)化最小二乘支持向量機模型的土壤濕度反演研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土壤水分在整個生態(tài)環(huán)境中一直都扮演著非常重要的角色,是水文、農(nóng)業(yè)和氣象等領(lǐng)域的重要參數(shù)之一,能夠為全球水循環(huán)、流域水文模型建立等提供信息,因此,土壤水分信息的獲取也是近年來的一個熱門研究問題。傳統(tǒng)的水分測量方法需要較大的人力物力,且存在很大局限性,而微波遙感作為一種新的監(jiān)測手段,能夠全天時、全天候的監(jiān)測土壤水分,具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文基于主動微波遙感原理,分析了土壤表面電磁散射特性,并利用后向散射系數(shù)進(jìn)行土壤水分反演。本文首先研究了裸露地表微波散射特性,使用先進(jìn)積分方程模型(AIEM)模擬并分析了裸露地表的后向散射系數(shù)與入射波、地表粗糙度以及土壤含水量等參量之間的關(guān)系,為后續(xù)的土壤水分反演做準(zhǔn)備。其次,本文詳細(xì)闡述了統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論,提出使用最小二乘支持向量機(LSSVM)作為反演算法,并說明模型中存在的問題,即懲罰因子與核函數(shù)參數(shù)的不當(dāng)選擇會導(dǎo)致反演精度的大大降低。在LSSVM土壤反演的基礎(chǔ)上,本文提出了采用果蠅算法(FOA)對用于最小二乘支持向量機模型中的懲罰因子與核函數(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并構(gòu)造了一種自適應(yīng)因子來改進(jìn)果蠅算法中存在的局部最優(yōu)解問題。改進(jìn)的果蠅算法(IFOA)不僅解決了局部最優(yōu)解問題,還使得迭代過程收斂速度加快。此外,本論文還分析了IFOA優(yōu)化LSSVM模型反演土壤水分的魯棒性。最后,本文采用了密歇根裸露地表實測數(shù)據(jù)對反演結(jié)果進(jìn)行驗證,證明算法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：土壤水分反演 先進(jìn)積分方程模型(AIEM) 最小二乘支持向量機(LSSVM) 改進(jìn)的果蠅算法(IFOA)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S152.7;TP18
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展12-14
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 土壤表面電磁散射與土壤水分簡介16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 雷達(dá)后向散射系數(shù)16-18
• 2.2.1 雷達(dá)方程16-17
• 2.2.2 雷達(dá)后向散射系數(shù)17-18
• 2.3 影響散射的因素18-23
• 2.3.1 雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)18-20
• 2.3.2 地表參數(shù)20-23
• 2.4 土壤水分23-26
• 2.4.1 土壤水分簡介23-24
• 2.4.2 土壤水分Dobson介電模型24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 裸露地表微波散射模型27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 經(jīng)驗與半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?/span>27-29
• 3.2.1 Oh模型27-28
• 3.2.2 Dubois模型28
• 3.2.3 Shi模型28-29
• 3.3 理論模型29-33
• 3.3.1 基爾霍夫(Kirchhoff)模型29-30
• 3.3.2 小擾動模型(SPM)30-31
• 3.3.3 積分方程模型(IEM)31-32
• 3.3.4 先進(jìn)積分方程模型(AIEM)32-33
• 3.4 基于AIEM的土壤水分正向模型及其特征分析33-40
• 3.4.1 后向散射系數(shù)對入射角的響應(yīng)34-36
• 3.4.2 后向散射系數(shù)對均方根高度的響應(yīng)36-38
• 3.4.3 后向散射系數(shù)對地表相關(guān)長度的響應(yīng)38-39
• 3.4.4 后向散射系數(shù)對土壤含水量的響應(yīng)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 最小二乘支持向量機(LSSVM)反演算法41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論(STL)41-44
• 4.2.1 VC維理論41-42
• 4.2.2 推廣能力的界42-43
• 4.2.3 結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化(SRM)準(zhǔn)則43-44
• 4.3 支持向量機44-48
• 4.3.1 支持向量機分類44-47
• 4.3.2 支持向量機回歸47-48
• 4.4 最小二乘支持向量機(LSSVM)48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 果蠅算法(FOA)及其改進(jìn)算法(IFOA)51-55
• 5.1 引言51
• 5.2 果蠅算法(FOA)原理51-53
• 5.3 改進(jìn)的果蠅算法(IFOA)53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 基于IFOA優(yōu)化LSSVM模型的土壤水分反演55-62
• 6.1 引言55
• 6.2 基于AIEM的樣本數(shù)據(jù)選取55-56
• 6.3 基于IFOA優(yōu)化LSSVM模型的土壤水分反演56-61
• 6.3.1 IFOA-LSSVM土壤水分反演56-59
• 6.3.2 IFOA-LSSVM土壤水分反演魯棒性分析59-60
• 6.3.3 IFOA-LSSVM土壤水分反演抗噪性能分析60-61
• 6.4 密歇根實地測量數(shù)據(jù)對IFOA-LSSVM反演模型的檢驗61
• 6.5 本章小結(jié)61-62
• 第七章 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 個人簡歷67

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭萬杰;郭異礁;;虎峰鎮(zhèn)土壤水分的動態(tài)及其隨機模擬[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年06期

2 楊濤;宮輝力;李小娟;趙文吉;孟丹;;土壤水分遙感監(jiān)測研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報;2010年22期

3 徐聯(lián);申俊初;翟英濤;;影響土壤水分觀測精確度的原因及觀測注意事項探討[J];貴州氣象;2011年04期

4 高建華;胡振華;;土壤水分基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J];亞熱帶水土保持;2011年03期

5 王安琪;施建成;宮輝力;解超;;降尺度土壤水分信息與植被生長參量的時空關(guān)系[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2012年S1期

6 胡偉;熊凌云;熊雄;胡新華;;自動土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量控制中的閾值確定[J];氣象水文海洋儀器;2012年03期

7 陸楓;胡志洪;胡毅恒;;土壤水分測定方法研究[J];企業(yè)導(dǎo)報;2012年23期

8 黃文杰;呂軍;翟伶俐;魏曉奕;朱寶;;人工與自動土壤水分觀測資料差異探討[J];中國農(nóng)學(xué)通報;2013年14期

9 馮兆林;陳玲愛;;華北地區(qū)土壤水分問題——Ⅰ.土壤水的擴散機制及水在剖面中運動的限制[J];土壤學(xué)報;1958年01期

10 花臨亭;;遼西砂荒地帶土壤水分演變趨勢與土地利用問題[J];遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué);1963年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王新;;農(nóng)氣報表土壤水分記錄審核軟件[A];山東氣象學(xué)會2005年學(xué)術(shù)交流會優(yōu)秀論文集[C];2005年

2 薛龍琴;冶林茂;陳海波;;河南省自動土壤水分觀測網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用[A];第26屆中國氣象學(xué)會年會第三屆氣象綜合探測技術(shù)研討會分會場論文集[C];2009年

3 薛龍琴;冶林茂;陳海波;師麗魁;;河南省自動土壤水分資料與人工觀測資料對比分析[A];第27屆中國氣象學(xué)會年會現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)與糧食安全分會場論文集[C];2010年

4 除多;次仁多吉;邊巴次仁;王彩云;;西藏中部土壤水分遙感監(jiān)測方法研究[A];第27屆中國氣象學(xué)會年會干旱半干旱區(qū)地氣相互作用分會場論文集[C];2010年

5 姚付啟;蔡煥杰;張振華;;煙臺蘋果園表層土壤水分與深層土壤水分轉(zhuǎn)換關(guān)系研究[A];現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)與生態(tài)灌區(qū)建設(shè)（下）[C];2010年

6 石慶蘭;王一鳴;馮磊;;土壤水分測量中相位差檢測算法的實驗與研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會電氣信息與自動化專業(yè)委員會、中國電機工程學(xué)會農(nóng)村電氣化分會科技與教育專委會2010年學(xué)術(shù)年會論文摘要[C];2010年

7 巫麗君;潘建梅;魏愛明;王秀琴;;自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)異常原因淺析[A];“推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新，提高防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對氣候變化能力”——江蘇省氣象學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

8 楊海鷹;冶林茂;陳海波;;土壤水分研究進(jìn)展[A];第28屆中國氣象學(xué)會年會——S11氣象與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[C];2011年

9 黃奕龍;傅伯杰;陳利頂;;黃土丘陵坡地土壤水分時空變化特征[A];地理教育與學(xué)科發(fā)展——中國地理學(xué)會2002年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2002年

10 陳懷亮;徐祥德;劉玉潔;厲王f;鄒春輝;翁永輝;;基于遙感和區(qū)域氣候模式的土壤水分預(yù)報方法研究[A];推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新加快氣象事業(yè)發(fā)展——中國氣象學(xué)會2004年年會論文集（上冊）[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 班勝林;山西引進(jìn)新型土壤水分觀測儀[N];中國氣象報;2010年

2 記者 王量迪 通訊員 陳瑜;我市建成兩個自動土壤水分觀測站[N];寧波日報;2010年

3 王一;土壤水分快速測量技術(shù)獲突破[N];科技日報;2003年

4 記者 宛霞　通訊員 趙志強;中國氣象局將加強土壤水分觀測[N];中國氣象報;2009年

5 記者 王建忠;我國將布設(shè)1500套自動土壤水分觀測儀[N];中國氣象報;2009年

6 記者 田宜龍;我省建成55個土壤水分自動觀測站[N];河南日報;2009年

7 實習(xí)記者 王寶軍　通訊員 趙志強;全國建成７６個自動土壤水分觀測站[N];中國氣象報;2009年

8 張芳　仲維健;江蘇啟動土壤水分自動觀測網(wǎng)建設(shè)[N];中國氣象報;2009年

9 記者 劉劍英;我省首個自動土壤水分觀測站大名投用[N];河北日報;2009年

10 邢開成 胡佳軍;河北邯鄲首個自動土壤水分觀測站投入使用[N];糧油市場報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王安琪;大尺度被動微波輻射計土壤水分降尺度方法研究[D];首都師范大學(xué);2013年

2 魏新光;黃土丘陵半干旱區(qū)山地棗樹蒸騰規(guī)律及其節(jié)水調(diào)控策略[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 劉丙霞;黃土區(qū)典型灌草植被土壤水分時空分布及其植被承載力研究[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

4 楊長剛;半干旱雨養(yǎng)區(qū)覆蓋種植冬麥田土壤水熱效應(yīng)[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 王改改;丘陵山地土壤水分時空變化及其模擬[D];西南大學(xué);2009年

6 劉偉;植被覆蓋地表極化雷達(dá)土壤水分反演與應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2005年

7 楊開寶;黃土丘陵區(qū)不同農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的土壤水分效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

8 趙燕東;土壤水分快速測量方法及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

9 吳元芝;黃土區(qū)土壤水分對典型植物有效性的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2010年

10 韓桂紅;干旱區(qū)鹽漬地極化雷達(dá)土壤水分反演研究[D];新疆大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙忠凱;土壤水分監(jiān)控保障系統(tǒng)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

2 蘇歡;河南省土壤水分的時空變化特征及其與氣象要素的關(guān)系[D];南京信息工程大學(xué);2015年

3 丁從慧;土壤水分對夏玉米生理生態(tài)特征的影響及動態(tài)模擬研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

4 張洛丹;不同植被類型對陡坡地土壤水分循環(huán)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 白盛元;黃土土柱降雨特征與土壤水分入滲過程研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

6 李佳洲;土壤水分對三七生長及有效成分的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 張雪;牧草根系形態(tài)特征及土壤水分對修剪高度的響應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

8 王金鋒;不同覆蓋方式對渭北蘋果園土壤水分、溫度及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

9 蘇一鳴;黃土高原旱地蘋果園起壟覆膜壟溝覆草技術(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

10 上官玉鐸;負(fù)水頭條件下土壤水分入滲和氮素分布規(guī)律研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

  本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)果蠅算法優(yōu)化最小二乘支持向量機模型的土壤濕度反演研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：292975