為了預(yù)測土壤pH值和全鉀含量,采集111個(gè)土壤樣本的高光譜信息,采用小波變換后去包絡(luò)的方法對原始光譜信息進(jìn)行預(yù)處理,利用相關(guān)性分析法選擇土壤光譜特征波段,進(jìn)行偏最小二乘法回歸(PLSR)、主成分分析回歸(PCR)、支持向量回歸(SVR)3種方法的土壤pH值和全鉀含量高光譜反演精度的比較研究。結(jié)果顯示,在水稻土和紫色土全鉀含量和水稻土pH值的反演中,SVR方法都取得了比PLSR方法和PCR方法更好的反演效果。在紫色土pH值反演中,PLSR方法和PCR方法反演效果均優(yōu)于SVR方法。比較不同類型土壤和不同土壤參數(shù)的反演效果發(fā)現(xiàn),水稻土土壤pH值和全鉀含量的反演效果均強(qiáng)于紫色土,全鉀含量的反演效果優(yōu)于pH值。本研究結(jié)果說明高光譜快速反演土壤pH值和全鉀含量具有可行性。

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圖1土壤采樣點(diǎn)分布圖

對研究區(qū)域內(nèi)的耕地土壤進(jìn)行多點(diǎn)混合采樣,如圖1,共采集紫色土和水稻土土壤樣本111個(gè)。采集的土壤樣本依次進(jìn)行編號,帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干、碾碎,除去土壤中的雜質(zhì),然后過100目尼龍篩混合均勻。每個(gè)土壤樣本分成2份,分別用于實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析測定土樣中的pH值、全鉀含量以及光譜測量。pH采....

圖2土壤光譜原始反射率

FieldSpecProFR野外光譜儀測定不同波段使用的探測元件不同,可能造成光譜的測量偏差,在光譜分析儀器上對原始光譜進(jìn)行斷點(diǎn)擬合[12],邊緣波段350～399nm和2450～2500nm2段數(shù)據(jù)受外界噪音影響較大,將其剔除[13](圖2)。保留其余波段(400....

圖3預(yù)處理后光譜反射率

圖2土壤光譜原始反射率1.4建模方法及精度評價(jià)指標(biāo)

圖4預(yù)處理后的光譜反射率與水稻土土壤pH值的相關(guān)系數(shù)

水稻土全鉀含量與預(yù)處理后的光譜反射率的相關(guān)系數(shù)范圍為-0.671～0.576(圖6)。541nm波段的反射率與水稻土土壤全鉀含量表現(xiàn)出了最強(qiáng)的負(fù)相關(guān),其相關(guān)系數(shù)值為-0.671。紫色土全鉀含量與預(yù)處理后光譜反射率的相關(guān)系數(shù)范圍為-0.727～0.494(圖7),最大相關(guān)系數(shù)絕對....

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