高光譜實(shí)驗(yàn)報(bào)告三

2012級(jí)地理信息科學(xué)專業(yè)《高光譜遙感》實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2012級(jí)地理信息科學(xué)專業(yè)《高光譜遙感》實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2014-2015第二學(xué)期實(shí)驗(yàn)三（數(shù)據(jù)處理）姓名： 郜慶科 學(xué)號(hào)： 2012303200109‘實(shí)驗(yàn)過(guò)程（描述實(shí)驗(yàn)的主要步驟，列出主要方法）【1】、回歸分析利用Excel中自帶的回歸分析工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到結(jié)果如表所示:回歸統(tǒng)計(jì)MultipleR0.999999RSquare0.999998AdjustedRSquare0.999996標(biāo)準(zhǔn)誤差1.59E-05觀測(cè)值20方差分析dfSSMSFSignificanceF回歸分析70.0012340.000176695553.41.12E-32殘差123.04E-092.53E-10總計(jì)190.001234Coefficients標(biāo)準(zhǔn)誤差 tStatUpperP-value Lower95%下限上限95% 95.0% 95.0%Intercept0.0001058.39E-051.2497670.23521-7.8E-050.000288-7.8E-050.000288XVariable1-2E-061.82E-06-1.119780.284721-6E-061.93E-06-6E-061.93E-06XVariable2-5.439680.149242-36.44861.17E-13-5.76485-5.1145-5.76485-5.1145XVariable330.008560.83584735.901991.39E-1328.1874131.8297228.1874131.82972XVariable4-67.16981.881489-35.70031.49E-13-71.2692-63.0704-71.2692-63.0704XVariable577.085592.13648936.080491.32E-1372.4305881.740672.4305881.7406XVariable6-46.81411.298246-36.05951.32E-13-49.6427-43.9854-49.6427-43.9854XVariable713.327970.3549937.544688.19E-1412.5545114.1014312.5545114.10143從回歸統(tǒng)計(jì)表中可以得到其相關(guān)系數(shù) R值為0.999999，所以表明自變量與因變量之間有很大的相關(guān)性。R平方為復(fù)決定系數(shù)，上述復(fù)相關(guān)系數(shù) R的平方。用來(lái)說(shuō)明自變量解釋因變量 y變差的程度，以說(shuō)明因變量 y的擬合效果。此案例中的復(fù)決定系數(shù)為 0.99998，表明用用自變量可解釋因變量變差的 99.98%，該值越大，模型擬合效果很好。調(diào)整后的復(fù)決定系數(shù) R2，該值為0.999996，說(shuō)明自變量能說(shuō)明因變量 y的99.99%，因變量y的0.0001%要由其他因素來(lái)解釋。方差分析表中的SignificanceF（F顯著性統(tǒng)計(jì)量）的P值為1.12E-32，明顯小于顯著性水平0.05，所以說(shuō)該回歸方程回歸效果顯著，方程中至少有一個(gè)回歸系數(shù)顯著不為 0。在回歸參數(shù)表中，可以得到各個(gè) X的回歸系數(shù)和相關(guān)性等?！?】、使用Excel的作圖功能繪制冠層的光譜曲線，波長(zhǎng)作為 x軸，反射率作為y軸。前5個(gè)數(shù)據(jù)樣本52106398m0041Z59H91QQV5A99S?52106398m0041Z59H91QQV5A99S?38/1C3470003—系歹y—系歹y3—系歹y4—系歹y5由于數(shù)據(jù)樣本過(guò)于繁多， 所以只挑選了前5個(gè)樣本進(jìn)行顯示，如圖所示，很顯然，在1427-1613波段存在較明顯的區(qū)別，所以我們?nèi)∵@個(gè)區(qū)間范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新顯示， 由于原始波段從350開(kāi)始，所以這里的波段應(yīng)該是 1777-1963，其顯示結(jié)果如下所示：前5個(gè)樣本差異處10 50-5系列2—50-5系列2—系歹y3 —系歹y4 —系歹y5系列1【3【3】、作物葉綠素含量和 N含量的相關(guān)性分析使用數(shù)據(jù)分析中的相關(guān)系數(shù)分析， 對(duì)葉綠素和N的兩列數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析， 分析界面如下:得到結(jié)果如下所示:得到結(jié)果如下所示:列1列2列11列20.9584871得到結(jié)果說(shuō)明葉綠素和 N之間存在較大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為 0.958487?！?】、葉綠素、N含量和各波段反射率的相關(guān)性分析此次方法與上述相關(guān)性分析方法相同，不過(guò)需要在很多個(gè)數(shù)據(jù)前加上一列值為葉綠素值（或 N值），在分析時(shí)，只需要看第一列的相關(guān)系數(shù)就可以確定與各個(gè)波段的相關(guān)系數(shù)了，其相關(guān)系數(shù)結(jié)果如下所示:M1 ?j2 3 ' *丸B刊E13M1 ?j2 3 ' *丸B刊E13ts"■■145w17i4"M“MLrWEWrl'-LT^F22y"-1-Qi.OO01E B0*?第心氏曾內(nèi)硏 1-9,03典自XS^BOL0.WSifr 】-uraassi.miKa, 賂弓焙t字 j!衛(wèi)丄禹.l^rUBLi.i.■TAflwL.flu .. 3-r■hzsl漏愛(ài)？URa.?ffl3*「r,?^itass^nrg ]-O.iJJJM .掃:m-.1.y^T=- ..汨宿拿u.Mk.rr3T.. JFajufl J.WTPlQ\節(jié)啊判仁WT2]￡和e09測(cè)曲◎ma o靜咖日 J-a. qlmflsa.9?Gii. dlm酣 dgneaix$Mli<lS!B!ENit auasKMifl i0i-|J5帽m菸訶此￡剛Mbc.嚇詞吵心0礙AMCLJPZ： 4DW0To. Tft嘰>W2Q*W*1-A.ME2EI0lmflB34,9966iBd-9666164SS3GS1■_■.3^_52|..9F釧，丄汕箱工l.99^n5u_汨務(wù)?D 更O.^saj乩*^K?L久婷莓用ft9榊常戰(zhàn)■陋韻屜BW1*譏站^4胛沖H也弟汨F.1MW?? 1-0. MJ, &450,*楓2乩0宓呃*,D^tl|ft'5>&Q?B3■.?. 鼻阻*科*ft潔嚙-V.0SM90.9599&fl.?9=9??化9999“U.剛口a9KS3H099954^0.?995Z9O.99F?G3D.f9!RES>.999&-41Zmmpn?f.ffl*? 1噸a57*mmii.wda?mi,?-.a■對(duì)陰a羽皿“-。昨百斗odwn*加聽(tīng)門(mén)巾葉臨<.'-J- 4.：iQX祐l札UP時(shí)Q甌@5刨a^k&^l1-9-OQtl?0L卿TD3a,9B弓THQ-9?EZQ9991QTft冒96393Ol9K43OlMKTTCL994l3rOl?EWTS宀工弓牛pm*[L￥*5?3S>■ 0.RB9==0嘶弓葩 1-D'3215? ■]-*>^T]『,?>1吧起也申：】「i dMS啣OL輛蹩林門(mén)池曲塾-吹嵯■前咖&■牡腫捕1 "柄9朋"曲豹舵丸徉斛i-0門(mén)1盯號(hào)0,96^1?Q,WC?-r羽切罪ORWH：門(mén)$疇苦RY血 QW旳4?RQ.叭和4 3■?5榊札m的0.細(xì)1轉(zhuǎn)fl- 心$綣旳；ftSiwnv血a?或計(jì)5a抽河9CL滋1傅1019T7%]0袖廊■9時(shí)詩(shī)門(mén)Dm列1「甲EF7ID的FI7J①翊?4叮碼機(jī)鈾1伽伽0-WK-山當(dāng)99SS*.?9HN0.鉤㈱M*,^5?■Ch020澤J.&W33?山肝盟計(jì)Q■拓】牌4.9^994*剛話Q.9?&T<i口”0.99^214沾剛■-0S2￡t3H曲川巧 G旳邑5』.9啊盯a卿工門(mén)■91?-"9t0 仇59^264'PER-&f9TK3sg刼XIS-TSSffn皆日承匚曽?雄1Q.WK^冊(cè)野K①兇R鶴TiWm0.9n9t'Sq. mm0.WSftltC.^922t. HMI20.?rFni IlMD^€SWiH &4IM3 CLBmU QuHMl0LllM.ll aMIOW■札農(nóng)5tL■ im暗％vwTi 咎mtsbawm露 aimro aewsaT anEwrs amis-a.0231^ 0_?9!^a.9MM amstiMSOM a9HI￡l 0.^92 UMftl4SMI Ol卵魁9i-'16陽(yáng)嗨(l^SZTILW*&3!O.*fli5K??^H=i-呵一MT心0'W9K1工陽(yáng)SOWL^SZEJ匚939■亦CLW9TZ-?0.■SIMJJ4.昭§益0^9K4亂VI利糧0.999911Lfl?SWBt*衲7 S S列LO劇11列12賈均列It?J1GW1G 劃：IT2000-2500左這里只需要觀察第一列數(shù)據(jù)的結(jié)果就可以了，結(jié)果前部分大部分波段為負(fù)相關(guān)且值普遍偏小,后半部分為正相關(guān)，且值略微偏大。說(shuō)明葉綠素受后邊的波段影響略大，大概集中在2000-2500左N值即可，這里省略右。NN值即可，這里省略N的計(jì)算過(guò)程。只給出N的第一列的分布情況:N相關(guān)系數(shù)分布0.3OO0.2OO-0.3【5】、選擇波段，建立葉綠素、N的光譜估計(jì)的多元回歸模型禾U用相關(guān)系數(shù)的分布，我們可以找出與葉綠素相關(guān)系數(shù)最大的幾個(gè)值以建立關(guān)于葉綠素的多元回歸模型，由于Excel中只允許有16個(gè)變量的回歸，所以應(yīng)該挑選小于 16個(gè)相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的值來(lái)代表這多個(gè)個(gè)變量。這里我們挑選 5個(gè)波段，如下所示：列2042列2043列2044列2047列2048相關(guān)系數(shù) 0.074668 0.074563 0.074086 0.074409 0.074172由于波段數(shù)從 350開(kāi)始，所以其波段號(hào)依次是 1698,1697,1696,1693,1692 ，將這幾個(gè)波段的250個(gè)數(shù)據(jù)分別添加到葉綠素值跟前以便進(jìn)行回歸分析，如下圖所示:

AEcDHG[[1IA退霜H關(guān)16931E96訪的o￡1 1門(mén)1L9.兀矽2.?2S333]10.13P2O80.1SC?410.136C350.136S070.L3G5113■17888￡96666Ti.L371B60.13T1?T0-136781?x136683r.13656541J.0344.303333.0533230.135207CL13F-DE60.13*7930.1347190.134ELBvzw1_1^4BLB5335Z6066670.1S5U7C.fe6?8S0.136EH￡1333340.13^4Biias39,13E6AE.66TD.13IH141叮-13E1Z7OB13TSS4□-137743C.1375D3?8i_2_0113.4766?IhS3S2.993.C433330.1396730.139^770.1353S40.139BGL0.1394720.1396680.1392750-13^530.1391350.139333912(J342.922.95353S0i14<K>92..L33B76CLL591L0.13W190.13997610l_2_0439.0乙7233330,B0J350.L399S0.13958^C.1390500.J3926311■:Hl30.2.ea6fie70.137020U.L9G931i).LW7O.13M76a.1364S812l_3_0139.EB6672.C2S3330.11B1670.L19136O.LL828e0.1182360-11810113l_3_0237.DL3332.E5D.1J28290.1127?0.LI25270.3124B40.)12406141303也ES6670*112-1370.1123150.1118590.1117S7If]_3_04亦E：E71666T0L1110440.1109070aiG7?70.110446L€13.059?.2566°N砧0.1(J894?0.10391^0.108748ob1085620.10S4271T12.633.0166670.1092030.10^053C.10E8330.JC89110.133759謔L9J_4_0339,3835.Gie&72；713333Z.E6666?0.1186070.11091b0/1164040.1107230.1178590.1105250.1177580.11X2Ta.1177180.1103120l_4=_O4葩一￡丄2.730-1099830.L0993LC.105I6E50.lC9fi3B0.LC331.1Asa?.9S88S2.6133330.1195730.11S417O.llSSEfi0.118790111389422150139.103332.4OBG6T0l1013750-1Ul3640.101029U.10O9Qoiloosa25L5&2so.?ccr2.LLC0670.10020Gj.10：L450.10C05S0.09919740.09&9492415MSB.16383NC3666T0.Q968S40.0968660,09646-10.0961250.036383251504弧?肌S3S2.S2GG6n0.094G40.0944B90.094255Q.呱ID0.0940072615LOTaz，921+9283330.09524&0.0,094^79春底的0.094933然后以葉綠素值為因變量，以這 5個(gè)波段的值為自變量，進(jìn)行回歸分析，得到結(jié)果如下所示:回歸統(tǒng)計(jì)MultipleR0.297483RSquare0.088496AdjustedRSquare0.069818標(biāo)準(zhǔn)誤差4.347325觀測(cè)值250方差分析dfSSMSFSignificanceF回歸分析5447.712189.542424.7378870.000377殘差2444611.41218.89923總計(jì)2495059.125Coefficients 標(biāo)準(zhǔn)誤差 tStatP-valueLower95%Upper95%下限上限95.0% 95.0%Intercept39.807960.49426180.540389E-17838.834440.7815338.834440.78153XVariable1-11162.43264.206-3.419640.000735-17592-4732.79-17592-4732.79XVariable217134.034571.7463.7478080.0002238128.90326139.158128.90326139.15XVariable3-4555.395692.617-0.800230.424357-15768.36657.553-15768.36657.553XVariable4-9240.947696.799-1.200620.231062-24401.65919.702-24401.65919.702XVariable57820.5773657.6462.1381450.033499615.987415025.17615.987415025.17得到的回歸分析的公式為：Y=-11162.4*x1+17134.03*x2-4555.39*x3-9240.948x4+7820.577*x5+39.80796其結(jié)果與葉綠素的相關(guān)系數(shù)分布結(jié)果大概相同。 針對(duì)N的分布其值大致相同，選取波段也相同,得到的結(jié)果如下所示：回歸統(tǒng)計(jì)MultipleR0.30383RSquare0.092313AdjustedRSquare0.073713標(biāo)準(zhǔn)誤差0.322008觀測(cè)值250方差分析dfSSMSFSignificanceF回歸分析52.5730540.5146114.9630160.00024殘差24425.300150.103689總計(jì)24927.8732Coefficients標(biāo)準(zhǔn)誤差tStatP-valueLower95%Upper95%下限95.0%上限95.0%Intercept2.7664650.0366175.565642.8E-1712.6943532.8385772.6943532.838577XVariable1-849.185241.781-3.512210.000529-1325.43-372.941-1325.43-372.941XVariable21309.747338.6313.8677710.000141642.73411976.76642.73411976.76XVariable3-385.861421.6543-0.915110.361036-1216.41444.6859-1216.41444.6859XVariable4-650.184570.1048-1.140460.255211-1773.14472.7706-1773.14472.7706XVariable5575.2527270.92322.1233050.03473541.606021108.89941.606021108.899其回歸分析的公式如下所示:Y=-849.185*x1+1309.747*x2-385.861*x3-650.184*x4+575.2527*x5+2.766465二、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（描述數(shù)據(jù)名稱、類型和主要指標(biāo)等）本次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)rice2014.xls中是水稻的生理生化參數(shù)數(shù)據(jù)和冠層光譜反射率數(shù)據(jù)。 在Excel中打開(kāi)rice2014.xls，該文件包括2個(gè)sheet，第一個(gè)sheet命名為"生理指標(biāo)”包括250個(gè)樣本的編號(hào)、葉綠素、N數(shù)據(jù)；第二個(gè)sheet命名為“光譜數(shù)據(jù)”包括250個(gè)樣本的編號(hào)、波長(zhǎng)及對(duì)應(yīng)的冠層反射率數(shù)據(jù)。三、 問(wèn)題分析（完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的問(wèn)題分析，結(jié)果用圖、表等形式，詳細(xì)地說(shuō)明結(jié)果和分析過(guò)程）【