1.一种基于非线性偏最小二乘优化模型的森林碳汇遥感估算方法,其特征在于按如下步骤进行:(1)、在研究区域内设置调查样地,观测样地内的地上部分生物量并转化为碳储量,获取与观测时间相对应的遥感影像,将遥感影像的多个波段光谱反射率作为自变量,碳储量作为因变量;
(2)、按照公式①对自变量空间的每一个自变量xj进行高斯核函数变换,得到新的自变量,将因变量与新的自变量进行标准化处理,处理后的数据符合公式②的线性关系;
①
②
其中j=1,2,…,p;l=0,1,2,…,M+2;ξj,l-1=min(xj)+(l-1)hj,为变量xj上划分的区间分点; 为变量xj上分段长度;M为变量xj上分段数,M的初始值设为1;为Z标准化后的值;为y标准化后的值;
(3)、对公式②进行线性偏最小二乘回归,其中提取的成分数Cp为1,求得回归系数αj,l;将αj,l还原为原变量的回归系数β0,βj,l,最后由全体自变量与因变量的非线性拟合函数公式③得到估计值;
③
(4)、采用LOO(Leave One Out)交叉有效性对模型进行评价,LOO交叉有效性检验过程为:去掉一个样本,用剩余n-1个样本建模,并用对去掉的样本进行预测,得到所有样本的估计值;用公式④计算得到估计值与真实值之间的相关系数并作为评价指标;
④
其中 模型估计值,yi观测值, 观测平均值;估计平均值;
(5)、重复步骤(3)到(4),每次重复时将Cp增加1,直到提取成分数达到最大值;对于每一个M,核函数变换能把原始p维变量映射到 维空间,可提取的最多成分数为(6)、重复步骤(2)到(5),每次重复时将步骤(2)中的M增加1,直到M等于预设值n,比如n=8,Mi=i,i=1,2,...,8;
(7)、非线性偏最小二乘回归精度取决于M和Cp,如果各变量的分段数M一定,则对每一个M,Cp从1到C变化,能得到C个模型,这样总共可以建立 个模型;然后,从所有模型中寻找估计值与实际值相关系数最大的模型,并用此时的Mj和Cp建模,作为最终的估算模型。