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作者:张恒;梁太波;江鸿;藏照阳;戴华鑫;翟振;张艳玲;冯长春;
单位:中国烟草总公司郑州烟草研究院;四川省烟草科学研究所;
摘要:为实现区域尺度上的植烟土壤有机质含量(质量分数)和pH值的准确、快速估测,以四川省烟区296份植烟土壤样品为研究对象,利用高光谱成像构建土壤有机质含量和pH值的偏最小二乘回归(PLSR)估测模型。结果表明:(1)原始光谱经多数单一预处理和组合预处理方法处理后,建立的估测模型精度有所提高。(2)不同预处理方法和特征波段筛选方法建立的PLSR模型精度差异明显;基于Savitzky-Golay平滑滤波(SG)和最大最小归一化(MMS)组合预处理方法,采用相关分析(CA)筛选极显著特征波段建立的土壤有机质含量估测模型精度最佳,模型验证集决定系数(R2)为0.758,相对分析误差(RPD)为2.03;基于一阶导数(D1)和多元散射校正(MSC)组合预处理方法,使用主成分分析(PCA)筛选特征波段建立的土壤pH值估测模型精度最佳,模型验证集R2、验证均方根误差(RMSEV)和RPD分别为0.724、0.59和1.90。因此,运用高光谱成像技术在区域尺度上对植烟土壤有机质含量和pH值进行较高精度估测是可行的,有机质含量估测可采用SG-MMS-CA(P<0.01)-PLSR模型,pH值估测可采用D1-MSC-PCA-PLSR模型。
关键词:植烟土壤;高光谱成像;pH值;有机质;组合预处理;偏最小二乘回归
基金资助:中国烟草总公司重点研发项目“植烟土壤健康评价体系构建及应用”(11202102037); 四川省烟草公司科技项目“植烟土壤健康评价体系构建及应用”(SCYC202103)