海南橡胶园土壤高光谱特性及土壤肥力指标的定量反演

发布时间：2020-07-13 18:52

【摘要】：本文借助高光谱仪(Field Spec ASD)测定了橡胶园土样的光谱数据,描述了土样光谱特征,并对测定的光谱反射率进行原始光谱(R)、一阶微分光谱(R’)和倒数对数光谱(Log(1/R))三种数据形式变换,分别与橡胶园土壤肥力指标建立相关模型,探讨稳健性模型的建立方法,以期对橡胶园土壤养分进行快速而有效的预测。结果表明：花岗岩发育的四种不同土壤类型,在760-1080nm波段范围内,山地褐色砖红壤、砖红壤和山地砖红壤有明显的铁吸收谷,而褐色砖红壤吸收不明显。在1400-1900nnm波段范围内,除了特征吸收谷以外,褐色砖红壤反射率仍呈上升趋势,而山地褐色砖红壤、砖红壤和山地砖红壤均已呈下降趋势。四种土壤类型的反射率大小排列顺序是褐色砖红壤砖红壤山地褐色砖红壤山地砖红壤；除山地砖红壤外,反射率大小与有机质含量、粘粒含量大小保持一致。橡胶园不同母质发育的土壤,在350-600nm光谱范围内,反射率陡增,斜率增加快,其都符合陡坎类型。在一定程度上,母质的不同影响着光谱反射曲线走势。其中,玄武岩发育的砖红壤有机质含量最高,反射率最低。另外,在1400nm、1900nm 和 2200nm附近光谱曲线都出现明显的吸收谷。通过土壤肥力指标定量反演模型的分析,结果表明多元线性回归(MLR)对全氮含量、有机质含量、速效磷含量具有较好的反演效果,偏最小二乘回归(PLSR)对pH具有较好的反演效果。而主成分回归(PCR)建立的模型效果都不佳。在光谱转换数据方面,原始光谱(R)和一阶微分光谱(R')表现良好,光谱倒数的对数(Log[1/R])效果不佳。全氮含量反演中,其中一阶微分光谱(R')处理后数据,通过MLR建立的模型,其模型稳定性高,相关系数r为0.9253,RMSE为0.0749。有机质含量反演中,确定最佳模型是一阶微分光谱(R')处理后,利用MLR建立的模型,相关系数r是0.9312,RMSE为1.1628。速效磷含量反演中,确定反演最佳模型是原始光谱(R)利用MLR建立的模型,相关系数r是0.9042,RMSE为1.7243。速效钾含量反演中,各种方法建立的模型精度都过大,无最佳模型。pH反演中,利用原始光谱(R)通过PLSR建立的模型稳定性佳,相关系数r为0.8801,RMSE为0.1692。因此,除速效钾以外,利用土壤的高光谱特性和光谱分析技术对橡胶园土壤肥力指标的反演是可行的,建立模型的准度和精度都有较好效果。为将来快速检测橡胶园土壤肥力指标奠定了基础。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S794.1;S714

【参考文献】