Remote Sensing Technology and Application, Volume. 39, Issue 1, 259(2024)

Quantitative Hyperspectral Inversion of Soil Heavy Metals based on Feature Screening Combined with PSO-BPNN and GA-BPNN Algorithms

Yuxin TIAN*, Zhenghai WANG, and Peng XIE
Author Affiliations
  • School of Earth Science and Engineering,Sun Yat-sen University,Zhuhai 519080,China
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    Figures & Tables(8)
    Study area and sampling sites
    Flow chart of PSO-BPNN and GA-BPNN models
    Correlation between Cr and Cu content and soil spectral reflectance
    Comparison of model prediction accuracy for Cr and Cu elements
    Model test for elemental content of Cu and Cr in soils
    • Table 1. Sample Segments

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      Table 1. Sample Segments

      元素样本集样本数目/个

      最小值

      /(ug/g)

      最大值

      /(ug/g)

      平均值

      /(ug/g)

      标准差

      /(ug/g)

      Cr训练集3513.20179.5091.9041.79
      预测集1526.00156.0072.9932.91
      Cu训练集3510.2566.1034.1615.20
      预测集1410.5055.8026.7110.29
    • Table 2. Extraction of Cr element feature bands based on VISSA-IRIV features

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      Table 2. Extraction of Cr element feature bands based on VISSA-IRIV features

      光谱变化特征波段/nm最大相关系数波/nm最大相关系数
      R+SG1 624、1 626、1 917、2 182、2 184、2 202、2 205、2 264、2 266、2 421、2 422、2 4232 422**-0.73
      SG+FD1 649、1 650、1 651、2 164、2 165、2 166、2 310、2 345、2 346、2 362、2 363、2 364、2 365、2 4362 436**-0.73
      SG+MSC

      1 189、1 250、1 253、1 280、1 358、1 371、1 585、1 909、1 940、2 149、2 150、2 152、2 248、

      2 304、 2 320、2 323、2 387

      2 387**-0.69
      SG+SNV1 451、1 452、1 495、1 504、1 517、1 527、1 531、1 714、1 755、2 390、2 438、2 4462 446**-0.70
      SG+MSC+FD879、1 139、1 178、1 378、1 413、1 418、1 470、1 471、1 503、1 505、1 649、1 969、2 032、2 163、2 167、2 174、2 2642 163**-0.76
      SG+SNV+FD

      878、886、1 036、1 062、1 063、1 064、1 649、1 650、1 651、1 985、2 154、2 344、2 345、2 346、

      2 364、2 365、2 366、2 375、2 381

      2 375**-0.71
    • Table 3. Extraction of Cu element feature bands based on VISSA-IRIV features

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      Table 3. Extraction of Cu element feature bands based on VISSA-IRIV features

      光谱变化特征波段/nm最大相关系数波/nm最大相关系数
      R+SG1 300、1 361、1 362、1 362、1 363、1 364、1 582、2 144、2 179、2 188、2 276、2 277、2 3722 277**-0.64
      SG+MSC1 193、1 194、1 195、1 201、1 202、1 221、2 119、2 160、2 209、2 210、2 212、2 4302 212**-0.64
      SG+SNV622、623、1 356、1 357、1 359、1 404、2 193、2 247、2 248、2 249、2 250、2 280、2 282、2 292、2 4312 280**-0.68
      SG+MSC+FD818、822、871、1 061、1 329、1 377、1 382、2 154、2 214、2 266、2 3752 154**-0.66
      SG+SNV+FD584、787、788、798、822、871、1 061、1 328、1 422、1 876、2 146、2 151、2 152、2 214、2 3732 152**-0.65
      SG+AT+FD501、538、819、2 203、2 206、2 213、2 251、2 256、2 372、2 3762 376**-0.59
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    Yuxin TIAN, Zhenghai WANG, Peng XIE. Quantitative Hyperspectral Inversion of Soil Heavy Metals based on Feature Screening Combined with PSO-BPNN and GA-BPNN Algorithms[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2024, 39(1): 259

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    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Jul. 15, 2022

    Accepted: --

    Published Online: Jul. 22, 2024

    The Author Email: TIAN Yuxin (tianyx8@mail2.sysu.edu.cn)

    DOI:10.11873/j.issn.1004-0323.2024.1.0259

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