基于近红外漫反射光谱的农田原位表层土壤含水量定量建模方法比较

文献类型： 中文期刊

第一作者： 武永峰

作者： 武永峰;董一威;胡新;吕国华;任德超;宋吉青

作者机构：

关键词： 农田尺度;原位;近红外漫反射光谱;体积含水量;定量模型

期刊名称： 光谱学与光谱分析

ISSN： 1000-0593

年卷期： 2015 年 35 卷 12 期

页码： 3416-3421

收录情况： EI ; SCI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 在农田尺度下,土壤表层因理化性状、粗糙度、作物根系和秸秆残茬等引起的空间异质性较为明显,样点间含水量差别相对较小,这对基于近红外漫反射光谱技术的表层土壤含水量原位测定带来极大的挑战。本研究分别利用基于单一波长(1 200,1 400,1 450,1 820,1 940,2 000和2 250nm)反射率构建的指数衰减模型、基于归一化土壤湿度指数(NSMI)和相对吸收深度(RAD)构建的线性模型、基于土壤含水量高斯模型(SMGM)所得的拐点宽度(σ)、函数中心振幅(Rd)和高斯曲线面积(A)三个参数构建的线性或二次模型,以及基于波长区间反射率构建的偏最小二乘模型(PLS),对土壤体积含水量(VMC)进行定量分析。结果表明:(1)在单一波长反射率构建的所有指数衰减模型中,2 000nm波长显示出最佳验证效果,RMSEp最低(2.463),RPD最大(1.06);(2)与RAD相比,NSMI的验证精度更令人满意,R2(0.312)和RPD(1.224)更高,RMSEp(2.133)更低;(3)在SMGM模型参数以及PLS模型拟合VMC的验证结果中,Rd具有最佳拟合精度,其R2(0.253)和RPD(1.175)最高,RMSEp(2.222)最低;(4)总的来看,NSMI指标构建的线性模型是所有方法中精度最高的,而且计算过程简单,易于操作,可作为表层土壤含水量原位测定的首选方法。

分类号： S152.7`O657.33

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