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原文传递一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法

专利名称：	一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法
摘要：	本发明属于信息提取技术领域，具体涉及一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，该方法具体包括以下步骤：步骤(1)钾元素含量与发射率各波段皮尔森相关性分析；步骤(2)建立多元全二次逐步回归模型；步骤(3)对模型进行精度验证；步骤(4)通过回归诊断的学生化残差对步骤(3)进行精度验证的模型进行优化；步骤(5)步骤(4)优化的模型与其他模型结果做对比。本发明使用的全二次多元逐步回归方法引入了更多的参数进行模型建立，能够有效提高反演精度，同时解决了传统土壤元素含量填图过于依赖控制点问题，减少野外工作量，为发射率数据的应用提出了新的思路。
专利类型：	发明专利
申请人：	核工业北京地质研究院
发明人：	李明;秦凯;张东辉;赵英俊;张玉燕
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN201911349471.2
公开号：	CN111157698A
代理机构：	核工业专利中心
代理人：	闫兆梅
分类号：	G01N33/24;G01N21/3563;G06F17/18;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N33;G01N21;G06F17;G01N33/24;G01N21/3563;G06F17/18
申请人地址：	100029 北京市朝阳区小关东里十号院
主权项：	1.一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于，该反演方法具体包括以下步骤：步骤(1)钾元素含量与发射率各波段皮尔森相关性分析；步骤(2)依据步骤(1)得到的特征波段建立多元全二次逐步回归模型；步骤(3)利用均方根误差和判定系数对步骤(2)建立的回归模型进行精度验证；步骤(4)通过回归诊断的学生化残差对步骤(3)进行精度验证的模型进行优化；步骤(5)步骤(4)优化的模型与常规多元逐步回归模型和偏最小二乘模型建模结果做对比。 2.如权利要求1所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(1)中采集40个土壤样本，利用公式(1)做钾元素含量与发射率各波段皮尔森相关性分析，得出钾元素与32个波段发射率呈负相关关系，取其中相关系数大于0.6呈强相关的波段的4个波段：6、11、15、23波段，对应TASI发射率波长分别为8.602um、9.15um、9.588um、10.464um。 3.如权利要求2所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(2)中将步骤(1)所得的四个强相关波段带入公式(2)得到土壤全钾元素含量与发射率的全二次多元逐步回归方程。 4.如权利要求3所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(2)的具体操作为将40个土壤样本随机分为两组，其中32个样本用于含量预测模型的建立，剩下的8个样本用来测试模型的精度，验证钾元素含量数据符合正态分布后，以各元素相关系数高的4个波段发射率数据作为自变量，钾元素含量为因变量，同时对方程中引入的每一项系数做统计分析中的显著性验证。 5.如权利要求4所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(2)中显著性验证采用t检验和F检验，其中t检验是对回归系数的显著性进行检验，t检验的p值小于等于0.05可视为存在显著性差异，F检验是方差齐性检验，若F实际值大于F查表值，则p值小于等于0.05，可视为存在显著性差异，以对回归方程中常数项、线性项和二次项进行的t检验的p值是否小于等于显著性水平0.05为判定依据，依次引进显著项剔除非显著项，同时对模型总体进行F检验的p值是否小于等于显著性水平0.05来验证样本观测值与总体假设值是否存在显著性差异从而建立模型。 6.如权利要求5所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(3)中全二次多元逐步回归建立的回归拟合模型引入了7个参数，均方根误差RMSE为0.027，调整后的判定系数R2为0.667，测试集的均方根误差RMSE为0.032，调整后的判定系数R2为0.82，所有指标均通过p值小于0.05的显著性验证。 7.如权利要求6所述的一种利用发射率数据获取黑土土壤全钾含量的反演方法，其特征在于：所述的步骤(4)中为了进一步提高建模精度，利用回归诊断的学生化残差来进行模型改进，通过公式(3)所示\|Sei\|>2来查找远离数据集中心的观测点即异常点，剔除异常点来进一步提高模型精度。
所属类别：	发明专利