农业机械学报

作者：竞霞，闫菊梅，邹琴，李冰玉，杜凯奇

单位：西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,

关键词：小麦条锈病;遥感监测;特征优选;模型集群分析;变量组合集群分析法

基金：国家自然科学基金项目（42171394、41601467、52079103）

为了弥补一次性建模分析的缺陷，提高小麦条锈病遥感监测模型的运行效率和精度，根据模型集群分析（Model population analysis，MPA）算法的特点，综合利用光谱区间选择算法和光谱点选择算法的优势，提出了一种联合相关系数（Correlation coefficient，CC）与MPA的特征变量优选算法。在利用CC算法对全波段光谱进行特征变量选择的基础上，分别利用基于MPA思想开发的竞争性自适应重加权采样法（Competitive adaptive reweighted sampling，CARS）和变量组合集群分析法（Variable combination population analysis，VCPA）进一步优选对小麦条锈病敏感的特征变量，并利用偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）算法构建了小麦条锈病遥感监测的CC-CARS和CC-VCPA模型。结果表明：联合CC-MPA算法优选的特征变量构建的CC-CARS和CC-VCPA模型精度均高于CC、CARS和VCPA算法。3组验证集样本中，CC-CARS模型预测病情指数（Disease index，DI）与实测DI间的R2V较CC模型和CARS模型至少分别提高了6.78%和6.66%，RMSEV至少分别降低了15.31%和10.98%，RPD至少分别提高了18.08%和12.34%。CC-VCPA模型预测DI与实测DI间的R2V较CC模型和VCPA模型至少分别提高了9.58%和0.73%，RMSEV至少分别降低了20.78%和3.86%，RPD至少分别提高了26.22%和4.02%。基于CC-MPA的光谱特征优选算法是一种有效的特征选择方法，尤其是利用CC-VCPA方法选择的特征变量数更少，模型预测效果更好，研究结果对光谱特征优选及提高作物病害遥感监测精度具有重要的参考价值。

来源：2022年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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