详情

原文传递一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法

专利名称：	一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法
摘要：	本发明公开了一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其以下步骤S1‑S8，本方案利用含盐土壤的高光谱信息推算土壤中全盐含量，可以用于区域土壤盐分的快速监测和诊断，用户只需要通过监测有限个样品土壤的全盐量、电导率和相应的土壤高光谱反射率信息，即可利用本方法建立该区域同类土壤的全盐量与高光谱吸收指数的关系，基于该回归关系式，用户可通过便携式地物高光谱仪快速地获取该区域同类土壤的高光谱信息，简单推求得到土壤全盐量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国水利水电科学研究院
发明人：	陈皓锐;王少丽;陶园;管孝艳;米博宇;刘静;常晓敏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910616062.8
公开号：	CN110243773A
代理机构：	成都正华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李蕊;李林合
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100038 北京市海淀区车公庄西路20号
主权项：	1.一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：在待测目标含盐土壤上选取若干测试点，在每个测试点上选取若干数据采集点，并采集每个数据采集点上的高光谱反射率； S2：将每一个测试点上获得的若干高光谱反射率进行算术平均，绘制成一条高光谱反射曲线，即获得若干条高光谱反射曲线； S3：采集每个测试点设定范围内的土样，并将其制备成标准土壤浸提液，测定标准土壤浸提液的电导率和全盐含量，建立电导率和全盐含量的关系式： Salt＝αEC1:5+β，其中，EC1:5为标准土壤浸提液的电导率(ds/m)，Salt为土壤全盐量(％)，α和β均为关系系数； S4：对每条高光谱反射曲线进行去包络线处理，获得若干条高光谱吸收特征曲线，读取每条高光谱吸收特征曲线中的两个吸收波谷的波长分布范围； S5：采用一元多次回归方程，拟合第i条高光谱吸收特征曲线的两个吸收波谷的曲线表达式； S6：通过两个吸收波谷的曲线表达式，计算第i条高光谱反射曲线对应的第i个测试点土壤的高光谱吸收指数； S7：重复步骤S5-S6，获得其余测试点土壤的高光谱吸收指数； S8：利用所有测试点土壤的高光谱吸收指数建立土壤全盐量和高光谱吸收指数的回归关系式，计算待测目标含盐土壤的土壤全盐量。 2.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，步骤S1包括： S11：在待测目标含盐土壤上选取若干个测试点，并以每个测试点为中心建立若干个1m2的正方形测试区域，并选取测试区域内的四个角点和中心点作为五个采集点； S12：利用便携式地物光谱仪对每一个采集点进行三次土壤高光谱反射率测量，得到15组高光谱反射率的测量数据。 3.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，所述步骤S3包括： S31：以每个测试点为中心的1m2正方形区域内，选择五个点个点进行土壤的采集，并将采集的五份土壤混合成一个采集土样； S32：将采集土样置于干燥通风处自然风干，并剔除采集土样内的杂物，然后搅匀样品，研磨，并通过2mm孔径筛筛除大颗粒物； S33：将经过步骤S32处理后采集土样按照水土比例5∶1进行混合，得到标准土壤浸提液； S34：采用电导仪和烘干法分别测定标准土壤浸提液的电导率和全盐含量，建立电导率和全盐含量的关系式。 4.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，所述步骤S5中两个波谷曲线的表达式fi,1(λ)和fi,2(λ)分别为：其中，fi,1(λ)和fi,2(λ)分别为第i个土壤样品的高光谱吸收特征曲线的第一波谷曲线和第二波谷曲线的回归方程，和bi,1均为第i个土壤样品的第一个波谷曲线的回归系数，和bi,2为第i个土壤样品的第二个波谷曲线的回归系数；λi,1和λi,2为第一个波谷曲线和第二个波谷曲线的波长，m和k分别为第一波谷曲线和第二波谷曲线的回归方程的阶数。 5.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，所述步骤S6中的高光谱吸收指数包括吸收谷深h：其中，hi,1和hi,2分别为第一波谷曲线和第二个波谷曲线的谷深，ρi,1,max和ρi,1,min分别为第一波谷的反射率最大值和最小值，ρi,2,max和ρi,2,min分别为第二波谷的反射率最大值和最小值，λi,1,min和λi,1,max为第一波谷的波长最小值和最大值，λi,2,min和λi,2,max为第二波谷的波长最小值和最大值；吸收度S：其中，Si,1和Si,2分别为第一波谷和第二波谷的吸收度；吸收幅宽W： Wi,1＝λi,1,w2-λi,1,w1，Wi,2＝λi,2,w2-λi,2,w1，其中，Wi,1和Wi,2分别为第一波谷和第二波谷的幅宽。λi,1,w1和λi,1,w2为：以为纵坐标，绘制与x 轴平行的直线，该直线与第一个吸收谷曲线的两个交点的横坐标。λi，2，w1，λi，2，w2为：以为纵坐标，绘制与x轴平行的直线，该直线与第二个吸收谷曲线的两个交点的横坐标。 6.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，所述步骤S8包括： S81：建立土壤电导率与高光谱吸收指数的回归方程：EC1∶5＝P1×hi，1+P2×hi，2+P3×Si，1+P4×Si，2+P5×Wi，1+P6×Wi，2+P0，其中，P0～P6为回归系数； S82：利用步骤S3中的电导率和全盐含量的关系式，建立土壤全盐量和高光谱吸收指数的回归关系式： Salt＝αEC1∶5+β＝α×P1×hi，1+α×P2×hi，2+α×P3×Si，1+α×P4×Si，2+α×P5×Wi，1+α×P6×Wi，2+α×P0+β。 7.根据权利要求1所述的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其特征在于，所述测试点不少于30个。
所属类别：	发明专利