基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及近紅外光譜定量分析模型的特定牧戶草場(chǎng)產(chǎn)草量及營(yíng)養(yǎng)含量研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 10:50
本文以環(huán)青海湖地區(qū)草場(chǎng)為采樣地,結(jié)合實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)、高分遙感數(shù)據(jù)和化學(xué)法測(cè)值,建立BP-ANN模型和NIRS模型,將2個(gè)模型用于快速估測(cè)海晏縣青海湖鄉(xiāng)某牧戶草場(chǎng)產(chǎn)草量及養(yǎng)分輸出量,并評(píng)析模型精度及適用性。以提高牧戶草場(chǎng)全年產(chǎn)草量估測(cè)的準(zhǔn)確性,更精準(zhǔn)的預(yù)估冷、暖季牧戶草場(chǎng)產(chǎn)量及牧草養(yǎng)分輸出量,直觀的展現(xiàn)其月際變化,以雙指標(biāo)對(duì)牧戶草場(chǎng)冷、暖季載畜及放牧情況進(jìn)行評(píng)估,并給予針對(duì)性的月際補(bǔ)飼、輪牧建議。研究結(jié)果如下:1.結(jié)合環(huán)青海湖區(qū)域2435份冷季牧草與2765份暖季牧草樣本,分別建立5種養(yǎng)分的NIRS定量模型。對(duì)冷季牧草的DM、CP和Ca含量預(yù)測(cè)擬合度較好,其中,DM模型最佳(RSQ=0.960),P含量的預(yù)估有待提升(RSQ=0.840),EE模型尚不可用(RSQ=0.526);對(duì)暖季牧草的DM、CP、Ca和P存量預(yù)估模型皆通過(guò)驗(yàn)證,其中,CP模型最佳(RSQ=0.971),EE模型未通過(guò)驗(yàn)證(RSQ=0.472)。2.以環(huán)青海湖區(qū)域2844份實(shí)測(cè)產(chǎn)草量、97景高分?jǐn)?shù)據(jù)、草地類型數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù),以9類草地亞類和2種植被指數(shù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),經(jīng)測(cè)試,產(chǎn)草量估測(cè)模型R2=0.743,RMSE...
【文章來(lái)源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 產(chǎn)草量遙感反演研究現(xiàn)狀
1.2.2 近紅外光譜技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、目的和技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容、方法
1.3.2 研究目的與意義
1.3.3 技術(shù)路線圖
第二章 建立NIRS養(yǎng)分定量分析模型
2.1 材料與方法
2.1.1 研究區(qū)概況
2.1.2 野外數(shù)據(jù)采集
2.1.3 光譜數(shù)據(jù)采集
2.1.4 養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)定
2.2 建立NIRS養(yǎng)分定量模型
2.2.1 篩選樣本
2.2.2 光譜預(yù)處理
2.2.3 定標(biāo)方程構(gòu)建
2.2.4 模型驗(yàn)證指標(biāo)
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 冷季最佳定標(biāo)模型
2.3.2 暖季最佳定標(biāo)模型
2.4 本章小結(jié)
第三章 建立BP-ANN產(chǎn)草量模型
3.1 材料與方法
3.1.1 研究區(qū)概況
3.1.2 草地類型數(shù)據(jù)
3.1.3 高分影像提取
3.1.4 植被指數(shù)計(jì)算
3.2 BP-ANN模型構(gòu)建
3.2.1 獲取樣本
3.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.3 建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.2.4 訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.2.5 仿真計(jì)算
3.2.6 精度評(píng)價(jià)
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 最佳模型參數(shù)
3.3.2 模型精度分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 特定牧戶草場(chǎng)中模型應(yīng)用
4.1 材料與方法
4.1.1 研究區(qū)概況
4.1.2 野外數(shù)據(jù)采集
4.1.3 BP-ANN產(chǎn)草量測(cè)定
4.1.4 NIRS養(yǎng)分測(cè)定
4.1.5 草畜平衡評(píng)價(jià)
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 產(chǎn)草量月際變化
4.2.2 草場(chǎng)營(yíng)養(yǎng)月際變化
4.2.3 草畜平衡狀況
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
5.1 總結(jié)
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)與擬解決問(wèn)題
5.2.1 創(chuàng)新點(diǎn)
5.2.2 擬解決問(wèn)題
5.3 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]飼料中粗脂肪和粗纖維含量的近紅外光譜快速分析[J]. 郝勇,吳文輝,商慶園. 光譜學(xué)與光譜分析. 2020(01)
[2]Landsat8光譜衍生數(shù)據(jù)分類體系下的牧草生物量反演[J]. 張愛(ài)武,張帥,郭超凡,劉路路,胡少興,柴沙駝. 光譜學(xué)與光譜分析. 2020(01)
[3]喀斯特石漠化地區(qū)草地承載力研究進(jìn)展與展望[J]. 郭濤,熊康寧,劉肇軍,池永寬,宋淑珍. 中國(guó)飼料. 2020(01)
[4]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則優(yōu)化建模與應(yīng)用[J]. 陳麗芳,馮力靜,劉保相. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2019(12)
[5]基于生態(tài)建設(shè)的青海省土地資源評(píng)價(jià)研究[J]. 史青,彭紅. 中國(guó)水土保持. 2019(12)
[6]近紅外光譜法測(cè)定羊草干草的9項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)[J]. 常春,侯向陽(yáng),武自念,吳洪新,任衛(wèi)波,尹強(qiáng),張繼澤,孔令琪,賈玉山. 中國(guó)草地學(xué)報(bào). 2019(05)
[7]合作市山地草甸草場(chǎng)植被蓋度、產(chǎn)草量及養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)研究[J]. 俞聯(lián)平,李昀,李新媛,陳興榮,俞慧云,才讓吉,王學(xué)良,吳昌順,杜笑村,王銀花. 中國(guó)草食動(dòng)物科學(xué). 2019(05)
[8]基于近紅外漫反射光譜的規(guī);膛(chǎng)糞水氮磷定量分析及模型構(gòu)建[J]. 趙潤(rùn),牟美睿,王鵬,孫迪,劉海學(xué),張克強(qiáng),楊仁杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[9]中國(guó)草原管理政策探討[J]. 王洪波,韓愛(ài)惠. 林業(yè)資源管理. 2019(03)
[10]苜蓿干草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量近紅外預(yù)測(cè)模型的建立[J]. 何云,張亮,武小姣,鄭愛(ài)榮,劉薇,賀永惠,牛巖,王躍先,張曉霞. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào). 2019(10)
博士論文
[1]內(nèi)蒙古草地生產(chǎn)力時(shí)空分析及產(chǎn)草量遙感估算和預(yù)測(cè)[D]. 劉海新.山東科技大學(xué) 2019
[2]化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在復(fù)雜體系譜學(xué)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[D]. 汪婉萍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]牦牛暖季補(bǔ)飼對(duì)改善肉品質(zhì)的作用及機(jī)理研究[D]. 郝力壯.蘭州大學(xué) 2019
[4]基于UAV和機(jī)器學(xué)習(xí)方法的甘南地區(qū)高寒草地地上生物量遙感估測(cè)研究[D]. 孟寶平.蘭州大學(xué) 2018
[5]基于GEP算法和高光譜數(shù)據(jù)的植物主要理化參數(shù)估算研究[D]. 楊樂(lè)嬋.南京大學(xué) 2017
[6]大豆磷脂酶D對(duì)大豆結(jié)瘤過(guò)程和種子油脂代謝的影響[D]. 張高陽(yáng).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[7]牧區(qū)“水-土-草-畜”平衡調(diào)控模式與方法研究[D]. 鹿海員.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 2017
[8]三江源地區(qū)高寒草地生物量和草畜平衡的時(shí)空變化動(dòng)態(tài)及其影響因素研究[D]. 楊淑霞.蘭州大學(xué) 2017
碩士論文
[1]內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D]. 張皓.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]近紅外光譜分類的深度森林方法及應(yīng)用研究[D]. 杜師帥.北京郵電大學(xué) 2019
[3]高山美利奴種公羊放牧營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)及其能量與蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需要研究[D]. 張樹(shù)淼.蘭州大學(xué) 2019
[4]青藏高原草地生長(zhǎng)季地表反照率時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[D]. 陳超男.河南大學(xué) 2019
[5]基于高分一號(hào)衛(wèi)星影像的冬小麥種植面積提取方法研究[D]. 韓林果.河南大學(xué) 2019
[6]青海省生態(tài)保護(hù)紅線劃定研究與管控[D]. 溫豪.西安科技大學(xué) 2019
[7]烏拉蓋草原牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定及不同飼喂水平對(duì)肉牛生產(chǎn)性能的影響[D]. 程財(cái).內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[8]蒙古馬奶常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)與NIR快速檢測(cè)模型建立[D]. 黃亞?wèn)|.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[9]青藏高原高寒草地生態(tài)承載力研究[D]. 楊祎.河北師范大學(xué) 2019
[10]基于高光譜和高分一號(hào)衛(wèi)星影像的冬小麥葉綠素遙感反演[D]. 王婷婷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
本文編號(hào):3204072
【文章來(lái)源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 產(chǎn)草量遙感反演研究現(xiàn)狀
1.2.2 近紅外光譜技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、目的和技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容、方法
1.3.2 研究目的與意義
1.3.3 技術(shù)路線圖
第二章 建立NIRS養(yǎng)分定量分析模型
2.1 材料與方法
2.1.1 研究區(qū)概況
2.1.2 野外數(shù)據(jù)采集
2.1.3 光譜數(shù)據(jù)采集
2.1.4 養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)定
2.2 建立NIRS養(yǎng)分定量模型
2.2.1 篩選樣本
2.2.2 光譜預(yù)處理
2.2.3 定標(biāo)方程構(gòu)建
2.2.4 模型驗(yàn)證指標(biāo)
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 冷季最佳定標(biāo)模型
2.3.2 暖季最佳定標(biāo)模型
2.4 本章小結(jié)
第三章 建立BP-ANN產(chǎn)草量模型
3.1 材料與方法
3.1.1 研究區(qū)概況
3.1.2 草地類型數(shù)據(jù)
3.1.3 高分影像提取
3.1.4 植被指數(shù)計(jì)算
3.2 BP-ANN模型構(gòu)建
3.2.1 獲取樣本
3.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.3 建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.2.4 訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.2.5 仿真計(jì)算
3.2.6 精度評(píng)價(jià)
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 最佳模型參數(shù)
3.3.2 模型精度分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 特定牧戶草場(chǎng)中模型應(yīng)用
4.1 材料與方法
4.1.1 研究區(qū)概況
4.1.2 野外數(shù)據(jù)采集
4.1.3 BP-ANN產(chǎn)草量測(cè)定
4.1.4 NIRS養(yǎng)分測(cè)定
4.1.5 草畜平衡評(píng)價(jià)
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 產(chǎn)草量月際變化
4.2.2 草場(chǎng)營(yíng)養(yǎng)月際變化
4.2.3 草畜平衡狀況
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
5.1 總結(jié)
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)與擬解決問(wèn)題
5.2.1 創(chuàng)新點(diǎn)
5.2.2 擬解決問(wèn)題
5.3 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]飼料中粗脂肪和粗纖維含量的近紅外光譜快速分析[J]. 郝勇,吳文輝,商慶園. 光譜學(xué)與光譜分析. 2020(01)
[2]Landsat8光譜衍生數(shù)據(jù)分類體系下的牧草生物量反演[J]. 張愛(ài)武,張帥,郭超凡,劉路路,胡少興,柴沙駝. 光譜學(xué)與光譜分析. 2020(01)
[3]喀斯特石漠化地區(qū)草地承載力研究進(jìn)展與展望[J]. 郭濤,熊康寧,劉肇軍,池永寬,宋淑珍. 中國(guó)飼料. 2020(01)
[4]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則優(yōu)化建模與應(yīng)用[J]. 陳麗芳,馮力靜,劉保相. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2019(12)
[5]基于生態(tài)建設(shè)的青海省土地資源評(píng)價(jià)研究[J]. 史青,彭紅. 中國(guó)水土保持. 2019(12)
[6]近紅外光譜法測(cè)定羊草干草的9項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)[J]. 常春,侯向陽(yáng),武自念,吳洪新,任衛(wèi)波,尹強(qiáng),張繼澤,孔令琪,賈玉山. 中國(guó)草地學(xué)報(bào). 2019(05)
[7]合作市山地草甸草場(chǎng)植被蓋度、產(chǎn)草量及養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)研究[J]. 俞聯(lián)平,李昀,李新媛,陳興榮,俞慧云,才讓吉,王學(xué)良,吳昌順,杜笑村,王銀花. 中國(guó)草食動(dòng)物科學(xué). 2019(05)
[8]基于近紅外漫反射光譜的規(guī);膛(chǎng)糞水氮磷定量分析及模型構(gòu)建[J]. 趙潤(rùn),牟美睿,王鵬,孫迪,劉海學(xué),張克強(qiáng),楊仁杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[9]中國(guó)草原管理政策探討[J]. 王洪波,韓愛(ài)惠. 林業(yè)資源管理. 2019(03)
[10]苜蓿干草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量近紅外預(yù)測(cè)模型的建立[J]. 何云,張亮,武小姣,鄭愛(ài)榮,劉薇,賀永惠,牛巖,王躍先,張曉霞. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào). 2019(10)
博士論文
[1]內(nèi)蒙古草地生產(chǎn)力時(shí)空分析及產(chǎn)草量遙感估算和預(yù)測(cè)[D]. 劉海新.山東科技大學(xué) 2019
[2]化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在復(fù)雜體系譜學(xué)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[D]. 汪婉萍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]牦牛暖季補(bǔ)飼對(duì)改善肉品質(zhì)的作用及機(jī)理研究[D]. 郝力壯.蘭州大學(xué) 2019
[4]基于UAV和機(jī)器學(xué)習(xí)方法的甘南地區(qū)高寒草地地上生物量遙感估測(cè)研究[D]. 孟寶平.蘭州大學(xué) 2018
[5]基于GEP算法和高光譜數(shù)據(jù)的植物主要理化參數(shù)估算研究[D]. 楊樂(lè)嬋.南京大學(xué) 2017
[6]大豆磷脂酶D對(duì)大豆結(jié)瘤過(guò)程和種子油脂代謝的影響[D]. 張高陽(yáng).華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[7]牧區(qū)“水-土-草-畜”平衡調(diào)控模式與方法研究[D]. 鹿海員.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 2017
[8]三江源地區(qū)高寒草地生物量和草畜平衡的時(shí)空變化動(dòng)態(tài)及其影響因素研究[D]. 楊淑霞.蘭州大學(xué) 2017
碩士論文
[1]內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D]. 張皓.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]近紅外光譜分類的深度森林方法及應(yīng)用研究[D]. 杜師帥.北京郵電大學(xué) 2019
[3]高山美利奴種公羊放牧營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)及其能量與蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需要研究[D]. 張樹(shù)淼.蘭州大學(xué) 2019
[4]青藏高原草地生長(zhǎng)季地表反照率時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[D]. 陳超男.河南大學(xué) 2019
[5]基于高分一號(hào)衛(wèi)星影像的冬小麥種植面積提取方法研究[D]. 韓林果.河南大學(xué) 2019
[6]青海省生態(tài)保護(hù)紅線劃定研究與管控[D]. 溫豪.西安科技大學(xué) 2019
[7]烏拉蓋草原牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定及不同飼喂水平對(duì)肉牛生產(chǎn)性能的影響[D]. 程財(cái).內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[8]蒙古馬奶常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)與NIR快速檢測(cè)模型建立[D]. 黃亞?wèn)|.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[9]青藏高原高寒草地生態(tài)承載力研究[D]. 楊祎.河北師范大學(xué) 2019
[10]基于高光譜和高分一號(hào)衛(wèi)星影像的冬小麥葉綠素遙感反演[D]. 王婷婷.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
本文編號(hào):3204072
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