A hybrid model to predict nitrogen concentration in heterogeneous grassland using field spectroscopy

均方误差 经验模型 遥感 克里金 数学 环境科学 统计 计算机科学 地理 程序设计语言
作者
Mohammad Hossain Dehghan-Shoar,Álvaro Orsi,Reddy Pullanagari,Ian J. Yule
出处
期刊:Remote Sensing of Environment [Elsevier BV]
卷期号:285: 113385-113385 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.rse.2022.113385
摘要

Field spectroscopy is a rapid and non-destructive tool used for the estimation of nitrogen concentration (N%) of vegetation. Empirical and physically-based models are widely used for retrieving N%. However, model transferability to different times and locations, and feature redundancy remain the two key challenges of field spectroscopy analysis. Here we addressed these problems by developing a hybrid method (i.e., a combination of physically-based (PROSAIL) and empirical models) to retrieve N% in grasslands. We used a large spectral dataset with >6000 samples collected over 8 years (2009–2016) for grassland farms across New Zealand. The hybrid model combines the features derived from PROSAIL inversion and an empirical model and develops a predictive model using a Gaussian Process Regression (GPR) algorithm. The model performance is tested on spatially and temporally independent data and compared with PROSAIL and empirical models. The hybrid model achieves a higher performance with an RMSE (%N), R2 and Mean Prediction Interval Width (MPIW) of 0.27, 0.78 and 0.26 as compared to empirical (RMSE = 0.28, R2 = 0.77 and MPIW = 0.32) and physically-based models (RMSE = 0.33, R2 = 0.65 and MPIW = 0.56). In addition, the hybrid model significantly outperforms the physically-based and empirical models during autumn (RMSE = 0.32, R2 = 0.78 and MPIW = 0.11) and summer (RMSE = 0.27, R2 = 0.80 and MPIW = 0.16) seasons.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qq发布了新的文献求助30
刚刚
黑小虎发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
简单海露应助sanages采纳,获得10
2秒前
Asuna发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
wulanshu应助晴云采纳,获得10
3秒前
英姑应助ax采纳,获得10
3秒前
隐形小湫完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助黑小虎采纳,获得10
4秒前
xuexi完成签到,获得积分10
5秒前
唐同学完成签到,获得积分10
6秒前
zzjjww发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
CodeCraft应助sheryl采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
sakana完成签到,获得积分10
9秒前
刺猬完成签到,获得积分10
11秒前
黑小虎完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
小圆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
白水完成签到,获得积分10
13秒前
zzjjww完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.4应助cheng采纳,获得10
14秒前
共享精神应助dong采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
陈买群发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
11发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
外向的大米关注了科研通微信公众号
18秒前
wqb发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.4应助姜姜采纳,获得10
19秒前
20秒前
淡淡完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7748588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9296591
关于积分的说明 20236090
捐赠科研通 7329789
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308954
关于科研通互助平台的介绍 2460581
邀请新用户注册赠送积分活动 2320964