作者单位
摘要
1 中国科学院计算光学成像技术重点实验室, 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
土壤有机碳(SOC)对土壤肥力至关重要, 可见-近红外光谱能对其实现快速反演, 为区域监测和定量遥感提供基础。 针对包络去除(CR)仅提供反射光谱的单向吸收特征, 多元回归中预测信息缺失、 拟合结果未充分反映波段特征, 利用世界土壤数据库245份中国土样的可见-近红外光谱, 首次提出双包络去除(BCR)与正交偏最小二乘(OPLS)结合的反演方法BCR-OPLS, 同时纳入光谱反射率及上、 下边包络去除量, 讨论组分参考值偏态分布时幂函数或对数缩放在回归时的优化作用, 建立多种土壤的综合与分类估计模型, 并导出适用特定类型土壤的SOC指数。 结果表明, 对多种土壤有机碳含量反演, 相较PLSR模型(决定系数R2和估计根均方误差RMSEE分别为0.69和0.45%), BCR-OPLS模型的预测能力明显改善(R2和RMSEE分别为0.9和0.26%); 而对单一类型土壤的反演精度则进一步提升, 根据载荷趋势和变量重要性建立的SOC指数, 预测如黄色铁铝土的有机碳含量时(以400, 590和920 nm), 其反演结果R2达到0.94、 RMSEE达到0.21%。 双包络去除与OPLS相结合, 增强了光谱特征诊断的鲁棒性, 提高了不同类型土壤的综合与分类SOC全谱反演精度, 基于直观的图谱表达可构建简单的波段预测关系, 深化了物理经验吸收与统计多元回归之间的联系。
土壤有机碳 近红外光谱 包络去除法 偏度校正 Soil organic carbon Visible-near infrared spectra Continuum removal OPLS Orthogonal PLS Skewness correction 
光谱学与光谱分析
2018, 38(3): 941

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