去除土壤水分对高光谱估算土壤有机质含量的影响
[Abstract]:Soil hyperspectral technology has been widely used to estimate soil organic matter (SOMC) because of its advantages of convenience, no damage and low cost. However, the soil hyperspectral data measured in the field are disturbed by external environmental factors (soil moisture, temperature, surface roughness, etc.), so the applicability of SOMC estimation model needs to be improved. Soil moisture content (SMC) is one of the most important factors affecting the measurement of hyperspectral spectrum in the field. The change of soil moisture content (SMC) seriously affects the observational results of visible and near infrared (Vis-NIR) spectral reflectance. Therefore, eliminating the interference of SMC to the hyperspectral data is the key to improve the prediction accuracy of SOMC model in soil hyperspectral estimation. Six soil hyperspectral data at SMC level were obtained by artificial humidification of soil samples from Qianjiang City, Jianghan Plain. Standard normal transform (SNV) was used to preprocess the spectral data. Based on the effect of soil moisture removal by external parameter orthogonalization (EPO), the partial least square (PLSR) method was used to establish and compare the SOMC inversion models at different SMC levels before and after EPO treatment. The results showed that soil moisture had a significant effect on the spectral reflectance of Vis-NIR, which masked the spectral absorption characteristics of SOMC and the difference between the spectral curves of different SMC levels before EPO treatment. The spectral curves of each SMC level after EPO treatment were similar, and the estimation model of SOMC was established by using the soil hyperspectral data after EPO treatment, and the R2pN RPD of the predicted set was 0.84 and 2.50, respectively, which was higher than that of the model established before EPO treatment. It is shown that EPO algorithm can effectively remove the influence of soil moisture and improve the estimation accuracy of SOMC. The effects of directional removal of external environmental parameters on soil hyperspectral were demonstrated, which provided a theoretical basis for the improvement of in situ SOMC information technology in the field.
【作者单位】: 华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室;华中师范大学城市与环境科学学院;School
【基金】:国家自然科学基金项目(41401232,41271534) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(CCNU15A05006,CCNU15ZD001)资助
【分类号】:S153
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,本文编号:2131798
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