刘杰
- 作品数：15 被引量：28H指数：3
- 供职机构：中国科学院南京土壤研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术经济管理更多>>
- 基于双时相卫星遥感光谱指数估算土壤有机质含量被引量：5
- 2023年
- 以黄淮海平原典型县——封丘县为研究区,探讨了在一年两熟、裸土时间窗口较短的区域中,基于两景影像波段组合构建的双时相光谱指数在有机质含量预测中的表现。研究共计采集117个代表性土样,以分析筛选出的裸土期(10月)内双时相(获取时间:2014年10月6日和2017年10月30日)高质量Landsat 8卫星影像作为数据源,构建了4种类型的光谱指数:比值光谱指数、差值光谱指数、归一化光谱指数以及优化光谱指数,并结合最小绝对收缩和选择算子变量筛选方法和支持向量机算法建立了有机质预测模型。留一交叉验证结果表明,与直接使用影像波段反射率或者基于单景影像构建的光谱指数(单时相光谱指数)相比,利用双时相光谱指数可以更好地利用时相信息优势,其有机质预测精度更高(R^(2)=0.53,RMSE=2.01 g/kg)。而且,基于双时相光谱指数所构建的预测模型得到的有机质空间分布格局与真实值较为吻合。可见,本文提出的在黄淮海平原典型县域利用双时相光谱指数预测土壤有机质的方法,可以促进具有短裸土期特点区域的高分辨率土壤属性遥感预测与制图研究。
- 王欣怡王昌昆马海艺刘杰刘杰姚成硕潘贤章
- 关键词：土壤有机质黄淮海平原
- 土壤细菌多样性空间预测方法对比
- 2022年
- 为探索适合土壤微生物多样性的空间预测方法,本文以内蒙古中部赤峰市周边为研究区域,采集35个草地土壤样品,利用高通量测序技术,结合从相关网站获取的气候、植被和高程相关数据集,采用多元线性回归(MLR)、普通克里格(OK)、回归克里格(RK)和经验贝叶斯克里格回归预测(EBKR)4种方法,对土壤细菌多样性进行空间预测,并比较其预测精度。结果表明:干旱指数、年平均降水和净光合作用是解释土壤细菌多样性变化的最佳环境变量组合;4种方法预测的细菌多样性空间分布总体趋势相似,均表现为东南高西北低,但涉及回归的3种方法可以更好地反映细菌多样性的局部变异特征;MLR、OK、RK和EBKR的留一交叉验证决定系数(R;)分别为0.408、0.439、0.476和0.638,ME分别为-0.065、0.033、0.017和-0.009,RMSE分别为5.23、5.04、4.95和4.05,表明OK的预测精度稍高于MLR,而整合了辅助环境变量的RK和EBKR的预测精度得到进一步提升,且由于EBKR克服了RK用单一半方差函数概括所有位置数据空间结构的局限性,其预测精度最高。综上可知,结合辅助环境变量并同时考虑空间结构局部差异的地统计学方法在土壤微生物多样性空间预测中展现出较大潜力。
- 徐爱爱刘杰王昌昆王昌昆潘恺郭志英潘贤章
- 关键词：细菌多样性多元线性回归
- 基于深度学习的土壤学文献图形数值抽取技术框架初步构建
- 2025年
- 针对土壤学文献中图形数值抽取效率低的问题,本文提出了基于深度学习的图形数值抽取技术框架。首先,对土壤学文献图形中常见要素及其表示符号进行梳理,并收集相关图形进行标注,形成训练数据集;然后,利用基于全局图像信息的YOLOv8模型,通过多轮迭代优化训练适合于土壤学文献图形要素的识别模型;最后,研发图像坐标到数值坐标的转换算法,实现二维散点和柱状图数值的自动提取。经独立样本检验,所训练的模型可有效识别文献中的图形要素,且解算的数值与手工提取结果高度吻合(线性回归决定系数R^(2)大于0.99)。据此,本文构建的基于深度学习的图形数值抽取技术框架具有较强的可行性,为土壤学文献中图形数据进一步利用提供了一种新途径。
- 刘杰马海艺郭志英郏梦思王昌昆王昌昆
- CERN分布式土壤样品长期保存系统的构建
- 2022年
- 长期保存的土壤样品是国家科技基础支撑条件的重要组成部分,对于土壤及环境长期变化研究和科学数据开放共享等具有重要价值。近年来,随着我国对农业和生态环境科技投入的不断增长,土壤调查强度逐步增大,土壤样品积累速度明显加快,因此,亟需相关的标准规范来指导土壤样品的长期保存。在国家标准《土壤质量土壤样品长期和短期保存指南》(GB/T 32722—2016)的基础上,结合“十三五”期间CERN分布式土壤样品长期保存系统建设经验,本文对土壤样品保存管理策略、土壤样品保存条件要求和土壤样品信息管理系统进行了介绍,以期为我国土壤样品长期标准化保存,以及第三次全国土壤普查样品库建设提供参考。
- 郭志英潘恺宋歌宋歌王昌昆施建平解宪丽刘杰吴瑞俊吴瑞俊郑立臣汪金舫田振荣郝翔翔刘素萍郝翔翔况福虹程一松刘晓利
- 一种化工企业污染风险要素分布识别方法及装置
- 本发明提供了一种化工企业污染风险要素分布识别方法及装置，该方法包括：将待识别遥感影像输入化工建筑要素分割模型中，得到化工建筑要素识别结果；利用化工建筑要素识别结果将待识别遥感影像进行掩膜处理，保留非化工建筑要素；将处理后...
- 潘贤章孙维维刘杰张芳芳马海艺王昌昆
- 一种基于知识增强大语言模型的土壤数据快速抽取整合制图更新方法与系统
- 本发明公开了一种基于知识增强大语言模型的土壤数据快速抽取整合制图更新方法与系统，包括土壤调查资料文本化处理与知识库构建，利用RAG检索获取辅助于大语言模型进行土壤数据抽取的背景知识，将其与输入的文献文本进行融合；利用思维...
- 刘杰郏梦思杨甜甜潘贤章
- 一种基于YOLO模型的土壤样品自动巡检系统及方法
- 本发明公开了一种基于YOLO模型的土壤样品自动巡检系统及方法，包括图像采集子系统、图像识别与处理子系统；图像采集子系统用于采集巡检照片并发送至图像识别与处理子系统；图像识别与处理子系统用于识别土壤样品瓶体及标签状态，解析...
- 郭志英刘杰潘贤章
- 一种基于深度学习的土壤文献中图形数值抽取方法与系统
- 本发明公开了一种基于深度学习的土壤文献中图形数值抽取方法与系统，首先从土壤学文献中收集构建图形数据集，并进行图形要素标注；其次，训练优化土壤学文献图形要素识别模型；再次，选取未参与模型训练的图形进行要素预测；接着，利用O...
- 刘杰郭志英郏梦思潘贤章
- 高光谱成像的土壤剖面水分含量反演及制图被引量：9
- 2019年
- 传统土壤水分的获取方法仅可获得离散的土壤水分点位数据,难以获得剖面上精细且连续的水分含量分布图。研究了野外条件下利用近红外高光谱(882~1709nm)成像反演剖面土壤水分含量(SMC),并实现精细制图的可行性。研究剖面位于江苏省东台市,我们利用近红外高光谱成像仪对剖面进行了5天原位连续观测,共采集了280个土样用于烘干法测定SMC。原始高光谱图像经数字量化值(DN)校正、黑白校正、拼接、几何校正、剪切和掩膜等一系列预处理后,提取各采样点的平均光谱反射率。提取光谱(Raw)经吸光度[LOG10(1/R)],Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶微分(FD)、二阶微分(SD)、多元散射校正(MSC)和标准正态变量(SNV)转换后,采用偏最小二乘回归(PLSR)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法建立SMC预测模型,并对比分析不同光谱预处理方法与建模方法组合条件下SMC的预测精度。结果表明,光谱反射率随SMC增加逐渐降低,不同光谱预处理方法的预测精度有所差异,除MSC方法外,同一光谱预处理方法的LS-SVM模型预测精度均高于PLSR模型,并且基于LOG10(1/R)光谱的LS-SVM模型对SMC预测精度最高,其建模集的决定系数(R2c)和均方根误差(RMSEc)分别为0.96和0.65%,预测集的决定系数(R2p)、均方根误差(RMSEp)和相对分析误差(RPDp)分别为0.88,1.05%和2.88。利用最优模型进行剖面SMC的高空间分辨率精细制图,通过比较SMC反演图中提取的预测值与实测值关系发现预测精度较高(R2:0.85~0.95,RMSE:0.94%~1.02%),且两者在剖面中的变化趋势基本一致,说明SMC反演图不仅能很好地反映出土壤水分在整个剖面中毫米级的含量分布信息,也可反映出同一位置处不同天数间的含量差异。因此,利用近红外高光谱成像结合优化的预测模型,能够实现土壤剖面SMC的定量预测及精细制图,有助于快速、有效监测田间剖面土壤水分状况。
- 吴士文王昌昆王昌昆李燕丽刘杰刘杰潘恺李怡春张芳芳潘贤章
- 关键词：土壤含水量高光谱成像偏最小二乘回归最小二乘支持向量机制图
- 一种集成逐月合成影像的土壤属性遥感反演方法
- 本发明公开了一种集成逐月合成影像的土壤属性遥感反演方法，包括如下步骤：S1，以土壤样品采集年份为中心，获取研究区域内连续N年的长时间序列遥感影像，进行辐射定标与大气校正预处理，得到预处理后的遥感影像；S2，针对预处理后的...
- 王昌昆刘立坪刘杰郏梦思赵玉国潘贤章
