Prediction of Regional Forest Soil Nutrients Based on Gaofen-1 Remote Sensing Data
Notice bibliographique
Résumé
The study on the spatial distribution of forest soil nutrients is important not only as a reference for understanding the factors affecting soil variability, but also for the rational use of soil resources and the establishment of a virtuous cycle of forest ecosystems. The rapid development of remote sensing satellites provides an excellent opportunity to improve the accuracy of forest soil prediction models. This study aimed to explore the utility of the Gaofen-1 (GF-1) satellite in the forest soil mapping model in Luoding City, Yunfu City, Guangdong Province, Southeast China. We used 1000 m resolution coarse-resolution soil map to represent the overall regional soil nutrient status, 12.5 m resolution terrain-hydrology variables to reflect the detailed spatial distribution of soil nutrients, and 8 m resolution remote sensing variables to reflect the surface vegetation status to build terrain-hydrology artificial neural network (ANN) models and full variable ANNs, respectively. The prediction objects were alkali-hydro-nitrogen (AN), available phosphorus (AP), available potassium (AK), and organic matter (OM) at five soil depths (0–20, 20–40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm). The results showed that the full-variable ANN accuracy at five soil depths was better than the terrain-hydrology ANNs, indicating that remote sensing variables reflecting vegetation status can improve the prediction of forest soil nutrients. The remote sensing variables had different effectiveness for different soil nutrients and different depths. In upper soil layers (0–20 and 20–40 cm), remote sensing variables were more useful for AN, AP, and OM, and were between 10%–14% (R2), and less effective for AK at only 8% and 6% (R2). In deep soil layers (40–60, 60–80, and 80–100 cm), the improvement of all soil nutrient models was not significant, between 3 and 6% (R2). RMSE and ROA ± 5% also decreased with the depth of soil. Remote sensing ANNs (coarse resolution soil maps + remote sensing variables) further demonstrated that the predictive power of remote sensing data decreases with soil depth. Compared to terrain-hydrological variables, remote sensing variables perform better at 0–20 cm, but the predictive power decreased rapidly with depth. In conclusion, the results of the study showed that the integration of remote sensing with coarse-resolution soil maps and terrain-hydrology variables could strongly improve upper forest soil (0–40 cm) nutrients prediction and NDVI, green band, and forest types were the best remote sensing predictors. In addition, the study area is rich in AN and OM, while AP and AK are scarce. Therefore, to improve forest health, attention should be paid to monitoring and managing AN, AP, AK, and OM levels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».