基于高光谱的土壤有机质及全氮估测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李嘉琦

作者： 李嘉琦;冯宇华;陈署晃;王子傲;刘鹏;梁智永;孙法福;陈荣;耿庆龙

作者机构：

关键词： 高光谱;土壤有机质;土壤全氮;光谱估测;偏最小二乘回归;随机森林

期刊名称： 新疆农业科学

ISSN： 1001-4330

年卷期： 2024 年 61 卷 010 期

页码： 2491-2499

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】研究土壤高光谱数据经不同形式变换后与不同建模方法构建土壤有机质与全氮估测模型的精度，建立快速、稳定的估测模型，为现代化农业生产的精准施肥提供科学依据。【方法】以新疆博尔塔拉蒙古自治州（简称博州）耕地土壤为研究对象，在暗室中使用ASD Field4地物光谱仪测量处理后的土壤样品光谱。将原始光谱进行断点拟合与Savitzky-Golay（S-G）平滑滤波校正处理，对校正后光谱（R）进行一阶导数（First Derivative, FD）、对数的一阶导数(First derivative of logarithmic,（lgR）’)、倒数的一阶导数(First derivative of reciprocal,（1/R）’)、多元散射校正（Multipication scatter correction, MSC）4种变换，分析5种光谱数据与土壤有机质和全氮含量，筛选特征波段，基于特征波段运用偏最小二乘回归（PLSR）、BP神经网络（BP）和随机森林（RF）3种方法，分别建立土壤有机质、全氮的估测模型并评价模型的精度与稳定性。【结果】光谱经不同变换后，与土壤有机质和全氮的相关系数有所提高，且特征波段更为明显，一阶导数与倒数的一阶导数变换优于其他变换，FD-PLSR模型预测有机质精度最高，Rv2、RPD分别为0.89、2.63;（1/R）’-PLSR模型预测土壤全氮精度最高，Rv2、RPD分别为0.83、2.42。【结论】基于高光谱技术与机器学习模型可以估测博州耕地土壤的有机质与全氮含量。

分类号： TP391.41%S153.6

  • 相关文献

[1]不同利用方式下土壤有机质和全磷的可见近红外高光谱反演. 薛利红,周鼎浩,李颖,杨林章. 2014

[2]基于SVR和PLSR的土壤有机质高光谱估测模型研究. 沈兰芝,高懋芳,闫敬文,姚艳敏. 2019

[3]不同颗粒大小对高光谱估算土壤有机质含量的影响. 司海青,姚艳敏,王德营,刘影. 2015

[4]灌漠土上连续间作对作物生产力和土壤化学肥力的影响. 柳欣茹,包兴国,王志刚,李隆. 2016

[5]吉尔吉斯斯坦与新疆土壤测定方法对比分析. 李磐,吉恒莹,单娜娜,王新勇. 2014

[6]用土壤全氮与有机质建立油菜测土施氮指标体系的研究. 姜丽娜,王强,单英杰,符建荣,马军伟,叶静,俞巧钢. 2012

[7]河北省冀中南平原区典型农田土壤肥力演变特征. 孙彦铭,刘克桐,贾良良,段宵燕,杨瑞让. 2016

[8]星载高分五号高光谱耕地主要土壤类型土壤有机质含量估测-以黑龙江省建三江农垦区为例. 颜祥照,姚艳敏,张霄羽,刘峻明. 2021

[9]结合分数阶微分和异常值识别的土壤有机质高光谱反演研究. 曾佳辉,段四波,姚艳敏,阎波杰,韩文静. 2023

[10]基于高光谱的水稻土有机质含量估算研究. 卢岩,郭斗斗,孙成明,刘涛,陈瑛瑛,武威. 2014

[11]基于高光谱数据的高寒草地土壤有机碳预测模型研究. 崔霞,宋清洁,张瑶瑶,胥刚,孟宝平,高金龙. 2017

[12]基于高光谱的柑橘叶片钾含量快速诊断模型. 李勋兰,王武,杨蕾,韩国辉,杨海健,洪林. 2019

[13]基于无人机高光谱影像的冬小麦叶片氮浓度遥感估测. 孙法福,赖宁,耿庆龙,李永福,吕彩霞,信会男,李娜,陈署晃. 2024

[14]基于EFAST方法的苹果叶片叶绿素含量估算. 杨福芹,沙从术,冯海宽,韩瑞芳,徐平. 2017

[15]基于高光谱的苹果叶片叶绿素含量估算. 杨福芹,冯海宽,李振海,杨贵军,戴华阳. 2017

[16]基于无人机高光谱长势指标的冬小麦长势监测. 陶惠林,徐良骥,冯海宽,杨贵军,苗梦珂,林博文. 2020

[17]倒伏胁迫下的玉米冠层结构特征变化与光谱响应解析. 束美艳,顾晓鹤,孙林,朱金山,杨贵军,王延仓,孙乾,周龙飞. 2019

[18]基于无人机数码影像和高光谱数据的冬小麦产量估算对比. 陶惠林,冯海宽,杨贵军,杨小冬,苗梦珂,吴智超,翟丽婷. 2019

[19]基于随机森林算法的冬小麦叶面积指数遥感反演研究. 张春兰,杨贵军,李贺丽,汤伏全,刘畅,张丽妍. 2018

[20]基于特征光谱参数的苹果叶片叶绿素含量估算. 冯海宽,杨福芹,杨贵军,李振海,裴浩杰,邢会敏. 2018

作者其他论文 更多>>

微信小程序