作者单位
摘要
1 上海交通大学农业与生物学院, 低碳农业研究中心, 上海 200240
2 农业部都市农业(南方)重点实验室, 上海 200240
3 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海 200240
基于盐渍土修复过程中盐分含量和同步实测光谱数据, 通过对原始光谱数据、 平滑光谱数据及平滑后的不同变换光谱数据等八种光谱数据集, 分别以相关系数的极值和不同相关系数范围两种方法分析其最佳敏感波段范围, 深入分析了不同变换下土壤的光谱响应特征。 在此基础上, 运用偏最小二乘回归方法, 以全波段(400~1 650 nm)和分析获得的最佳敏感波段建立了基于修复过程的土壤盐含量和光谱反射率的关系模型。 结果表明: 针对八种光谱数据集, 采用两种方法提取的土壤最佳敏感波段, 均集中在947.11~949.31,  1 340.27,  1 394.11,  1 419,  1 457.81~1 461.31,  1 537.68~1 551.39和1 602.32 nm; 且最佳波段的土壤盐含量反演模型, 以模型评价参数的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE), 以及赤池信息量准则(akaike’s information criterion, AIC)作为选择最佳模型的标准, 均以SGSD(Log R)模型的建模和预测结果比其他光谱变换的模型更为显著。 基于全波段的PLSR建模效果总体上稍优于最佳波段的模型,  其中以SGSD的预测精度最为突出, 其模型的决定系数R2与标准差RMSEP分别为0.673和1.256; 基于两种方法获得的最佳波段的PLSR模型与全波段对比在模型精度方面虽有一定差距, 但从模型的复杂程度比较, 具有模型简单、 变量更少及运算量小的特点。 该研究可在土壤盐含量及其光谱特征的研究中, 为实现土壤盐渍化定量、 快速、 便捷的监测和检测提供参考。
盐渍化土壤 微生物修复 光谱变换 偏最小二乘法 Saline soil Microbial remediation Spectral transformations PLSR 
光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1507
作者单位
摘要
1 上海交通大学低碳农业研究中心, 上海200240
2 农业部都市农业(南方)重点实验室, 上海200240
3 上海大学遥感与空间信息科学研究中心, 上海200036
该研究跟踪山东东营盐渍化土壤(盐分主要以氯化钠为主)的微生物修复盆栽实验, 分析研究修复过程中土壤理化性质的改良以及相应的光谱特征变化。 基于对修复过程中不同阶段土壤盐分含量(SSC)和Na+, Cl-等理化指标的化学分析及其同步的光谱测试, 采用平均值降维方法, 相关系数与决定系数相结合的方式, 通过逐步缩小采样间隔, 分析了土壤在微生物修复过程中盐分和盐分离子含量变化及其光谱响应的最佳波段和特征。 结果表明, 土壤在不同处理的微生物修复过程中, 全波段平均光谱反射率与SSC的变化趋势和幅度几近一致, 与Cl-含量变化趋势和幅度完全一致。 在光谱测试的全波段范围内, SSC及盐分离子含量与光谱反射率呈显著正相关, 在近红外波段的反射率变化尤为显著。 在此基础上, 基于调整光谱采样间隔方法分析获得的盐分及其离子含量最佳光谱响应波段反射率, 建立了土壤光谱反射率与盐分含量及其离子含量的关系模型。 其中SSC的最佳响应波段1 370~1 445和1 447~1 608 nm, Cl-, Na+的最佳响应波段分别为1 336~1 461和1 471~1 561 nm, 建立的模型其R2最高值达到了0.95, RMSEC, RMSEP最大值分别为1.076和0.591。 不同处理的土壤微生物修复结果的显著性统计分析及其相应的光谱特征变化, 充分显示了土壤盐分含量的光谱响应特征及其敏感性, 对发展基于高光谱的土壤盐渍化快速分析诊断方法具有重要意义。
盐渍化土壤 微生物修复 光谱特征 盐分离子 最佳波段 Saline soil Microbial remediation Spectral reflectance feature Salt ion Optimal band 
光谱学与光谱分析
2015, 35(9): 2602

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