激光与光电子学进展, 2020, 57 (19): 192801, 网络出版: 2020-09-27   

基于土壤协变量与VIS-NIR光谱估算土壤有机质含量的研究 下载: 700次

Soil Organic Matter Content Estimation Based on Soil Covariate and VIS-NIR Spectroscopy
马国林 1,2,3丁建丽 1,2,3,*张子鹏 1,2,3
作者单位
1 新疆大学资源与环境科学学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
3 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
图 & 表

图 1. 研究区及采样点分布图

Fig. 1. Distribution of the study area and sampling points

下载图片 查看原文

图 2. PCA-马氏距离分布图

Fig. 2. PCA-Mahalanobis distance distribution

下载图片 查看原文

图 3. 原始光谱与预处理后土壤光谱反射率曲线。(a)原始光谱反射率;(b)经SG平滑处理后的光谱反射率;(c)经MSC处理后的光谱反射率;(d)经FD处理后的光谱反射率

Fig. 3. Original spectra and the pretreated soil spectral reflectance curves. (a) Original spectral reflectance; (b) spectral reflectance after SG smoothing; (c) spectral reflectance corrected for multiple scattering; (d) spectral reflectance treated with first order differentiation

下载图片 查看原文

图 4. 前10个变量贡献图。(a)原始光谱反射率;(b)经SG-MSC处理后的光谱反射率;(c)经SG-MSC-FD处理后的光谱反射率

Fig. 4. Contribution diagram of the first 10 variables. (a) Original spectral reflectance; (b) spectral reflectance after SG-MSC treatments; (c) spectral reflectance after SG-MSC-FD treatments

下载图片 查看原文

图 5. SOM预测变量比较框架图

Fig. 5. Comparison of soil organic matter prediction variables

下载图片 查看原文

图 6. 不同土壤参数之间的相关性(n=101),图中曲线为拟合曲线

Fig. 6. Correlation between different soil parameters (n=101), in which the curves are fitting curves

下载图片 查看原文

图 7. SOM,EC,Fe和pH与原始光谱反射率之间的相关性(n=101)

Fig. 7. Correlation between SOM, EC, Fe and pH and original spectral reflectance (n=101)

下载图片 查看原文

图 8. 原始光谱以及SG-MSC,SG-MSC-FD两种光谱处理下SOM与前5个主成分相关性

Fig. 8. Correlation between soil organic matter and the first five principal components for original spectrum and preprocessed spectra under two spectral treatments of SG-MSC and SG-MSC-FD

下载图片 查看原文

图 9. 三种策略下PLSR模型的拟合散点图。(a)模型1;(b)模型2;(c)模型3;(d)模型4;(e)模型5;(f)模型6;(g)模型7

Fig. 9. Fitting scatter diagrams of PLSR model under three strategies. (a) Model 1; (b) model 2; (c) model 3; (d) model 4; (e) model 5; (f) model 6; (g) model 7

下载图片 查看原文

图 10. 在不同PLSR模型中预测变量的VIP值。 (a)模型3;(b)模型4;(c)模型5

Fig. 10. VIP values of prediction variables in different PLSR models. (a) Model 3; (b) model 4; (c) model 5

下载图片 查看原文

表 1土壤属性统计特征

Table1. Statistical characteristics of soil properties

PropertyDataset(CV/%)nMinMeanMaxStd
Content ofSOM /(g·kg-1)Whole(57.91)1010.608.9423.005.18
Calibration(57.33)680.608.9023.005.10
Validation(59.92)331.39.0221.725.41
EC /(dS·cm-1)Whole(86.52)1010.056.5428.405.66
Content of Fe /(g·kg-1)Whole(56.93)1010.1013.1825.917.67
pHWhole(4.12)1018.228.879.930.37

查看原文

表 2三种策略下PLSR建模结果

Table2. PLSR modeling results under three strategies

StrategyVariableCalibration setValidation set
Model numberR2RMSER2RMSERPD
StrategyIOriginal spectrum10.693.420.663.121.73
SG-MSC20.693.350.673.101.76
SG-MSC-FD30.842.140.822.512.15
StrategyIISoil auxiliary covariates40.444.190.404.461.21
StrategyIIIOriginal spectrum combined withsoil auxiliary covariates50.753.090.673.101.74
SG-MSC combined with soil auxiliary covariates60.861.910.832.542.13
SG-MSC-FD combined with soil auxiliary covariates70.911.540.881.202.70

查看原文

马国林, 丁建丽, 张子鹏. 基于土壤协变量与VIS-NIR光谱估算土壤有机质含量的研究[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(19): 192801. Guolin Ma, Jianli Ding, Zipeng Zhang. Soil Organic Matter Content Estimation Based on Soil Covariate and VIS-NIR Spectroscopy[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(19): 192801.

本文已被 1 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!