基于优化光谱指数的土壤有机质含量估算 |
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引用本文: | 尼加提·卡斯木,茹克亚·萨吾提,师庆东,买合木提·巴拉提,米热阿地力·库尔班,苏比努尔·居来提.基于优化光谱指数的土壤有机质含量估算[J].农业机械学报,2018,49(11):155-163. |
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作者姓名: | 尼加提·卡斯木 茹克亚·萨吾提 师庆东 买合木提·巴拉提 米热阿地力·库尔班 苏比努尔·居来提 |
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作者单位: | 新疆大学资源与环境科学学院;新疆大学绿洲生态教育部重点实验室;新疆大学干旱生态环境研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(41762019、U1703237)、新疆大学博士科研启动基金项目(BS160232)和新疆大学大学生创新训练项目(201710755099) |
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摘 要: | 基于高光谱数据快速监测土壤有机质含量对于评价土壤肥沃程度具有重要意义。本文试图寻求估算土壤有机质含量的最佳光谱参数,实现土壤养分无损监测。使用ASD Field-Spec3高光谱仪对野外采集的土壤样品进行室内光谱测定,并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤样品有机质质量比;利用两波段优化算法对构建的新算法(SOM_(CI/ND))进行波段优化,筛选基于不同光谱数据(原始光谱反射率及其对应的4种数学变换)运算下的最敏感波段组合,从而建立土壤有机质质量比高光谱估算模型。结果表明:通过归一化光谱指数(I_(ND))和概念指数(I_(CI))比值构建的新算法(SOM_(CI/ND))优化后与土壤有机质质量比之间的相关性显著提高,在光谱原始数据及其平方根、倒数变换形式下,相关系数绝对值达到0.82,且敏感的组合波段集中在2220 nm~2240 nm和2160 nm~2195 nm。基于平方根波段优化的估算模型效果最佳,估算精度为R_p~2为0.84,RMSE_P为2.24 g/kg,RPD为2.89。因此,对光谱数据的适当数学变换有利于优化光谱指数更好地估算土壤有机质质量比,进一步实现土壤有机质质量比高精度动态监测。
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关 键 词: | 土壤有机质 光谱分析 高光谱 优化光谱指数 |
收稿时间: | 2018/6/8 0:00:00 |
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