湖北建始县建业镇土壤有机质光谱特征分析

发布时间：2024-06-14 04:29

　　以湖北省建始县建业镇行政区内158个土壤样品有机质含量及其对应反射率光谱为数据源,对土壤有机质的光谱特征进行分析。通过九点加权平均滤波对光谱曲线进行噪声去除,对噪声去除后的反射率光谱进行包络线去除、倒数变换、对数变换、指数变换、一阶微分等12种数学变换,然后将反射率光谱与土壤样品有机质含量进行相关性分析,提取敏感波段,并基于包络线去除提取敏感波段范围内的吸收深度、吸收高度、吸收高差、吸收谷面积、吸收位置等特征参数,提取的特征参数与土壤有机质含量进行相关性分析,最后将敏感波段作为入选变量进行多元逐步回归,建立土壤有机质含量的拟合模型。结果表明,经过倒数一阶微分变换后反射率光谱对土壤有机质最为敏感;经过相关性分析后得到两个对土壤有机质敏感的波段范围分别是600～800 nm、2 185～2 223 nm;通过敏感波段包络线去除的光谱曲线及光谱特征曲线的结果观察到在2 133～2 268 nm有一个可能的吸收谷;在敏感波段范围内所提取的特征参数中对土壤有机质含量最为敏感的是吸收谷左面积;基于敏感波段的倒数一阶微分变换的多元逐步回归模型对土壤有机质的拟合结果最好,决定系数R₂

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【部分图文】：

图1反射率光谱及其光谱吸收特征参数曲线

包络线是指每条光谱曲线的外凸包曲线,去包络线后的光谱曲线等于原始光谱曲线与包络线的比重:ρ′=ρρcr(ρ′为去包络线后的曲线;ρ为原始光谱曲线;ρcr为包络线)。去包络线后,那些峰值点的相对值均为1,非峰值点的值均<1,形成若干吸收谷,能够突出反映光谱曲线的....

图2原始反射率、反射率倒数一阶与土壤有机质的相关性系数

通过对样本有机质含量与反射率光谱曲线(滤波、重采样去除水汽吸收后的曲线)及其数学变换后的曲线进行相关性分析,计算结果表明,光谱反射率与土壤有机质含量呈负相关关系,因为土壤有机质含量越高,土壤颜色越深,对于光谱的吸收增强,反射减弱。除对倒数一阶微分外其它的一阶微分变换都能够在一定程....

本文编号：3994139