数字农科院2.0

基于人工智能的地球物理参数反演范式理论及判定条件

文献类型： 中文期刊

作者： 毛克彪;张晨阳;施建成;王旭明;郭中华;李春树;董立新;吴门新;孙瑞静;武胜利;姬大彬;蒋玲梅;赵天杰;邱玉宝;杜永明;徐同仁

作者机构：

关键词： 人工智能;深度学习;反演范式;物理逻辑推导;可解释;ChatGPT

期刊名称：智慧农业(中英文)

ISSN： 2096-8094

年卷期： 2023 年

页码：

收录情况： CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 人工智能（Artificial Intelligence）技术已在学术领域和工程应用掀起了研究高潮，在地球物理参数和农业气象遥感参数反演方面也表现出了强大的应用潜力。目前大部分人工智能技术在地学和农学的应用还是“黑箱”，应用没有物理意义或缺乏可解释性及通用性。本研究提出基于人工智能耦合物理和统计方法的地球物理参数反演范式理论，即先基于物理能量平衡方程进行物理逻辑推理，从理论上构造反演方程组，然后基于物理推导构建泛化的统计方法。通过物理模型模拟获得物理方法的代表性解以及利用多源数据获得统计方法代表性的解作为深度学习的训练和测试数据库，最后利用深度学习进行优化求解。判定形成具有通用性和物理可解释的范式条件包括：（1）输入与输出变量（参数）之间必须存在因果关系；（2）输入和输出变量（参数）之间理论上可以构建闭合的方程组（未知数个数少于或等于方程组个数），也就是说输出参数可以被输入参数唯一确定。如果输入参数（变量）和输出参数（变量）之间存在很强的因果关系，则可以直接使用深度学习进行反演。如果输入参数和输出参数之间存在弱相关性，则需要添加先验知识来提高输出参数的反演精度。此外，本研究以农业遥感中的关键参数地表温度、发射率、近地表空气温度和大气水汽含量联合反演作为案例对理论进行了证明，分析结果表明本理论是可行的，并且可以辅助优化设计卫星传感器波段组合。本理论和判定条件的提出在地球物理参数反演史上具有里程碑意义。

分类号：

  • 相关文献

[1]基于大数据的遥感参数人工智能反演范式理论形成与工程技术实现. 毛克彪,袁紫晋,施建成,武胜利,胡德勇,车进,董立新. 2023

[2]基于智能新技术的科技期刊智慧出版与传播模式优化. 薛春璐,王元杰,刘继芳,诸叶平,齐秀丽. 2023

[3]ChatGPT驱动的智慧图书馆情感感知与服务优化. 张铭洁,赵瑞雪. 2025

[4]国内外人工智能工具在中文编校中应用效果评价与建议. 陈玮,叶飞. 2024

[5]基于深度学习的作物基因组学和遗传改良. 辛志奇,赵航,汪海,路铁刚. 2021

[6]基于YOLO V3的葡萄病害人工智能识别系统. 王超学,祁昕,马罡,朱亮,王白暄,马春森. 2022

[7]GPT技术驱动的农业发展范式研究与展望. 李灯华,李干琼,许世卫,陈威. 2024

[8]数字低碳渔仓智能化控制系统框架设计. 梁晨,周志刚,陈楠,暴愿达. 2024

[9]Global agricultural adaptation case database and trend analysis based on large language models. Zhong, Jing-Wen,Zhang, Xue-Yan,Ma, Xin. 2025

[10]Study on Recognition of Typical Curing Stages of Jiangxi Tobacco Leaves Based on Image Processing. 段史江,,刘浩,,王爱华,,胡毅翀,,齐飞,,胡强. 2024

[11]Study on Discriminant Model of Flue-curing Stage of Tobacco Leaves in Curing Process. 王志诚,,孟令峰,,王松峰,,谢良文,,李文刚. 2024

[12]ChatGPT对图书馆智能知识服务的启示与思考. 赵瑞雪,黄永文,马玮璐,董文佳,鲜国建,孙坦. 2023

[13]浅论农业高新技术发展趋势及应用前景. 谭永强,田帅,刘蓉蓉. 2020

[14]农业科研单位人工智能财务发展及展望. 丁凡. 2018

[15]基于Agent的种植业比较优势协同分析系统的研究. 徐彦超,诸叶平. 2010

[16]中国信息化畜禽养殖技术应用现状与展望. 刘继芳,韩书庆,齐秀丽. 2021

[17]新一代信息技术对农产品追溯系统智能化影响的综述. 钱建平,吴文斌,杨鹏. 2020

[18]基于Agent技术的小麦生长模拟模型的建立. 刘升平,诸叶平. 2007

[19]互联网 + 教育在高校信息化建设中的应用. 高宝军,张晓华. 2019

[20]作物智能设计育种——自然变异的智能组合和人工变异的智能创制. 汪海,赖锦盛,王海洋,李新海. 2022

作者其他论文 更多>>