吉林大学学报(地球科学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (6): 2006-2017.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230279

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

基于知识图谱与随机森林的落叶松毛虫害遥感识别

王明常,丁文,赵竞争,吴琳琳,王凤艳,纪雪   

  1. 吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026
  • 出版日期:2023-11-26 发布日期:2023-12-13
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(42171407,42077242);吉林省自然科学基金项目(20210101098JC);吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20231181KJ)

Remote Sensing Identification of Dendrolimus Superans Infestation Based on Knowledge Graph and Random Forest

Wang Mingchang, Ding Wen, Zhao Jingzheng, Wu Linlin, Wang Fengyan, Ji Xue   

  1. College of GeoExploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China
  • Online:2023-11-26 Published:2023-12-13
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China (42171407, 42077242), the Natural Science Foundation Project of Jilin Province (20210101098JC) and the Scientific Research Project of Jilin Provincial Education Department (JJKH20231181KJ)

摘要: 落叶松毛虫害的大规模爆发导致了森林生态系统和经济的严重损失,快速、准确地对落叶松毛虫害发生区域进行识别具有重要的意义。本研究采用知识图谱技术,对与森林虫害相关的敏感特征进行筛选,并综合利用多源数据,分别构建3种不同数据组合的随机森林模型,对研究区内落叶松毛虫害发生区进行遥感识别。结果表明:1)依据图谱构建流程可以实现知识图谱构建及筛选,本研究实现了构建森林虫害遥感识别特征图谱,并筛选了中国东北地区落叶松毛虫害的遥感识别特征;2)知识图谱与遥感技术手段相结合,能够为构建虫害识别模型提供有效特征;3)与单一数据源相比,基于多源数据的落叶松毛虫害识别效果更好,本研究综合使用Sentinel-1A、Sentinel-2A和地形数据的总精度和Kappa系数分别为92.78%,0.876 6。

关键词: 多源数据, 虫害遥感识别, 落叶松毛虫, 知识图谱, 随机森林

Abstract:  Large-scale outbreaks of Dendrolimus superans infestation have led to severe losses of forest ecosystems and economies. It is of great significance to identify the area of Dendrolimus superans infestation quickly and accurately. In this study, knowledge graph technology was used to screen the sensitive features related to forest pests, and a random forest model with three different data combinations was constructed by comprehensive use of multi-source data to identify the Dendrolimus superans infestation occurrence area in the study area by remote sensing. The results are as follows: 1) The knowledge graph can be constructed and screened according to the graph construction process. In this study, the characteristics of forest insect pests were established by remote sensing, and the characteristics of Dendrolimus superans infestation in Northeast China were screened by remote sensing. 2) The combination of knowledge graph and remote sensing technology can provide practical features for constructing the pest identification model; 3) Compared with a single data source, the identification effect of Dendrolimus superans infestation based on multi-source data is better. In this study, the overall accuracy and Kappa coefficient of Sentinel-1A, Sentinel-2A and topographic data were 92.78% and 0.876 6, respectively. 

Key words:  , multi-source data, pest remote sensing identification, Dendrolimus superans, knowledge graph, random forest

中图分类号: 

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[1] 于子望, 郑天琪, 程钰翔. 基于PSO-XGB混合优化技术的浅层地下温度预测:以长春市为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1907-1916.
[2] 杨国华, 李婉露, 孟博. 基于机器学习方法的地下水氨氮时空分布规律[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 1982-1995.
[3] 王雪冬, 张超彪, 王翠, 朱永东, 王海鹏. 基于Logistic回归与随机森林的和龙市地质灾害易发性评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 1957-1970.
[4] 杨丽萍, 苏志强, 侯成磊, 白宇兴, 王彤, 孔金玲. 基于随机森林的干旱区全极化SAR土壤含水量反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1255-.
[5] 王明常, 刘鹏, 陈学业, 王凤艳, 宋玉莲, 刘瀚元. 基于GEE的东北三省城市建设用地扩张研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 292-.
[6] 吴志春, 郭福生, 林子瑜, 侯曼青, 罗建群. 三维地质建模中的多源数据融合技术与方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1895-1913.
[7] 叶润青, 牛瑞卿, 邓清禄, 张良培, 赵艳南, 吴婷, 江齐英. 基于多源数据三维可视化集成的高切坡解译[J]. J4, 2012, 42(1): 161-168.
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[1] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[2] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[3] 张彦龙,葛文春,柳小明,张吉衡. 大兴安岭新林镇岩体的同位素特征及其地质意义[J]. J4, 2008, 38(2): 177 -0186 .
[4] 潘建立. 顶管施工引起土体变形的计算方法及应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1458 -1465 .
[5] 常晓军, 葛伟亚, 于洋, 赵宇, 叶龙珍, 张泰丽, 魏振磊. 福建省永泰县东门旗山滑坡诱发机理与防治措施[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(4): 1063 -1072 .
[6] 李勇, 陈世加, 尹相东, 何清波, 苏恺明, 肖正录, 邱雯, 何鑫. 储层中固体沥青研究现状、地质意义及其发展趋势[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(3): 732 -746 .
[7] 杨元江, 邓昌州, 李成禄, 张立, 高永志, 于喜洹. 大兴安岭大洋山钼矿区侵入岩年代学、岩石地球化学特征及岩石成因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1064 -1081 .
[8] 甘心. 页岩气钻井用机械式螺杆冲击器结构设计与应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1215 .
[9] 张楠, 王瑛雨, Pavel Talalay, 范晓鹏, 宫达, 王婷, 韩博, 魏贤哲, 柏洪亮, 王亮. 融水对CO2激光融冰的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1854 -1863 .
[10] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .