基于高光谱技术的盐渍化土壤盐分离子含量监测方法

摘要

本发明公开了一种基于高光谱技术的盐渍化土壤盐分离子含量监测方法，其包括以下主要步骤：（1）野外采集土壤样品并进行预处理；（2）对土壤样品进行烘干、过筛处理；（3）对土壤样品进行全盐和八大盐分离子测定；（4）对土壤样品进行高光谱测定，并得到样品的原始光谱反射特征曲线；（5）对原始光谱数值处理，并与测定的盐分离子含量进行相关性分析；（6）引入支持向量机模型构建方法，对筛选出的光谱变换形式进行模型构建与精度评价。本发明方法对土壤中各盐分离子含量有较高的预测精度，方法为盐渍化土壤盐分离子含量的室内测定提供了新的途径，也为实现区域土壤盐渍化危害类型的快速、无损监测提供新的手段。

主权项

一种基于高光谱技术的盐渍化土壤盐分离子含量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：选取代表当地盐渍状况的典型区域，在同一采样区域选取地表状况相似的点，采集土壤表层0‑5cm厚度处的土壤样品，并将采集的土壤样品混合均匀后迅速封装在自封袋中，并记录采集土壤样品点的经纬度；步骤二：将步骤一中取回的土壤样品剔除土壤以外的杂质，并将剔除后的土壤样品分为三份，土壤样品的第一份土壤样品A研细后过2mm筛，并将过筛后的土壤样品编号后装在自封袋，然后将自封袋放入冰箱保存；取土壤样品的第二份土壤样品B自然风干；土壤样品的第二份土壤样品C放在105‑110℃的烘箱中烘至恒重；步骤三：将经过步骤二处理后的土壤样品B和土壤样品C分别通过2mm、1mm、0.5mm、0.25mm和0.15mm的土壤筛，在土壤样品A研细后过2mm筛后形成的样品以及经步骤二处理后的土壤样品B和土壤样品C分别通过2mm、1mm、0.5mm、0.25mm和0.15mm的土壤筛后形成的样品中，分别选取部分样品采用化学方法测定土壤中八大离子含量，从而得出化学测定数值；步骤四：利用高光谱仪测定各土壤样品光谱特征值，各土壤样品包括在土壤样品A研细后过2mm筛后形成的样品以及经步骤二处理后的土壤样品B和土壤样品C分别通过2mm、1mm、0.5mm、0.25mm和0.15mm的土壤筛后形成的样品，结合步骤三的化学测定数值对比得出不同干燥状况土壤光谱反射率及干燥状况对预测模型的影响，不同粒径土样对土壤光谱反射率及粒径对预测模型的影响，完成土壤干燥状况和粒径组成的光谱测定条件筛选；步骤五：分别设置不同光源入射角，对上述步骤四完成土壤干燥状况和粒径组成的光谱测定条件筛选而确定的样品进行光谱测定，对测定的光谱样本曲线进行波动性的方差分析，筛选出最优光源入射角度；步骤六：按照步骤四和步骤五筛选的结果，测定土壤样品的光谱特征值，将原始土样光谱数值进行平滑去噪，后对土壤样本光谱反射数据进行数据变换处理，结合土壤盐分离子的化学分析结果筛选出最优数据变换形式；步骤七：利用支持向量机建模方法，在步骤六最优数据变换形式筛选的基础上，构建土壤盐分离子估算模型并对模型进行外部检验，实现基于高光谱技术的土壤盐分离子定量监测。