农业机械学报

作者：郑一力,赵玥,赵燕东,谢辉平

单位：北京林业大学,北京林业大学,北京林业大学,北京林业大学,

关键词：林区小气候监测;压缩感知;切换字典;稀疏表达

基金：中央高校基本科研业务费专项资金项目（2015ZCQ-GX-04）、国家重点研发计划项目（2017YFD0600901）和北京市科技计划项目（Z161100000916012）

为降低林区小气候监测站的数据传输功耗，提出了一种切换字典的数据压缩感知方法，在对样本数据进行特征表征与分类的基础上，合理切换使用离散傅里叶变换基（Discrete Fourier transform，DFT）固定字典或K-SVD（K-singular value decomposition）学习字典，对样本数据进行稀疏表达。采用高斯函数对样本数据进行拟合，以拟合决定系数R2和拟合均方根误差（RMSE）为切换因子，定义了字典的切换策略。选用空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度作为测试对象，实验验证切换策略的可行性。实验表明，在林区小气候监测站中，当稀疏度和压缩率均相同时，结合DFT和K-SVD两种字典的优势，基于切换字典的数据压缩感知算法比单一字典具有更小的重构误差。经功耗测试实验，当稀疏度K=16时，采用切换字典的数据压缩感知算法，使监测站的平均每日电能消耗降低了16.35%，保证了林区小气候监测站的低功耗运行和数据可靠传输。

来源：2019年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2019年第11期