基于光譜成像技術(shù)的土壤剖面有機(jī)碳的分布估計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 11:18
土壤作為一個(gè)動(dòng)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng),支撐著所有微生物和陸地生物生命循環(huán)和維持人類(lèi)的生存發(fā)展。對(duì)土壤的深入研究也就成為人類(lèi)長(zhǎng)期的必修課。其中土壤屬性的研究對(duì)于土壤的不同發(fā)生層、土壤制圖以及土壤的分類(lèi)等方面都具有重要的意義。傳統(tǒng)的土壤屬性分析方法雖然精確度較高,但是存在著費(fèi)時(shí)、費(fèi)力等不足的地方。而土壤光譜分析技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)分析技術(shù)的方面就在于無(wú)破壞、低成本、速度快同時(shí)還可以反演多種土壤屬性等,光譜成像技術(shù)就是集合了光譜技術(shù)和成像技術(shù)來(lái)獲得土壤的圖譜信息,可以用來(lái)對(duì)較小空間尺度內(nèi)的土壤屬性的連續(xù)分布進(jìn)行分析。該研究方法為土壤的深入分析和研究提供了新的手段和技術(shù),有助于提高土壤分類(lèi)識(shí)別能力和豐富土壤標(biāo)本信息。本文使用三軸向?qū)嶒?yàn)控制平臺(tái)和HeadWall (VNIR400-1000nm和NIR1000-1700nm)成像光譜儀獲得了土壤整段剖面樣本和分層土樣的不同層次、不同粒徑的土壤樣本(分為四種不同粒徑和原狀土壤)的高光譜圖像數(shù)據(jù)。提取土壤樣本的平均光譜且利用平均光譜數(shù)據(jù)和SOC的含量使用PLSR建立SOC估計(jì)模型,以此來(lái)分析土壤的反射光譜與土壤有機(jī)碳的相關(guān)性;然后將模型應(yīng)用估計(jì)了整段剖面的SOC含量分...
【文章來(lái)源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 土壤光譜分析技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3 研究目標(biāo),研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
第二章 土壤光譜數(shù)據(jù)獲取和預(yù)處理
2.1 研究區(qū)概況
2.2 土壤樣品采集
2.3 室內(nèi)理化指標(biāo)測(cè)試
2.4 光譜數(shù)據(jù)采集
2.5 圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.6 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.7 小結(jié)
第三章 土壤Vis-NIR光譜特性分析
3.1 土壤Vis-NIR光譜曲線(xiàn)的特征分析
3.2 土壤表面粗糙度和土壤樣本光譜特性的相關(guān)性分析
3.3 土壤顏色和土壤樣本光譜特性的相關(guān)性分析
3.4 土壤不同發(fā)生層次與土壤光譜特性的相關(guān)性分析
3.5 小結(jié)
第四章 土壤有機(jī)碳含量預(yù)測(cè)模型的建立
4.1 異常值去除
4.2 SOC光譜估計(jì)模型的建立
4.3 土壤整段剖面SOC含量分布估計(jì)
4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 存在問(wèn)題和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Mapping of Total Carbon and Clay Contents in Glacial Till Soil Using On-the-Go Near-Infrared Reflectance Spectroscopy and Partial Least Squares Regression[J]. SHEN Zhang-Quan,SHAN Ying-Jie,PENG Li,JIANG Yu-Gen. Pedosphere. 2013(03)
[2]基于多源遙感的海上溢油檢測(cè)研究[J]. 蘭國(guó)新,李穎,劉丙新,高超. 中國(guó)航海. 2013(01)
[3]小波分析用于土壤速效鉀含量高光譜估測(cè)研究[J]. 陳紅艷,趙庚星,李希燦,陸文利,隋龍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(07)
[4]基于高光譜數(shù)據(jù)的病害脅迫下杉木冠層色素含量估算研究[J]. 伍南,劉君昂,周?chē)?guó)英,閆瑞坤,臧卓. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2012(01)
[5]地表雙向反射特性對(duì)遙感圖像的影響分析[J]. 彭妮娜,王琨,李濤. 航天返回與遙感. 2011(04)
[6]Savitzky-Golay平滑濾波器的最小二乘擬合原理綜述[J]. 蔡天凈,唐瀚. 數(shù)字通信. 2011(01)
[7]土壤耕作和水分管理對(duì)水稻土壤肥力性狀的影響[J]. 曾可,徐世宏,韋善清,江立庚. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2010(23)
[8]土壤有機(jī)碳研究進(jìn)展[J]. 任軍,郭金瑞,邊秀芝,閆孝貢,劉釗劍,吳景貴. 中國(guó)土壤與肥料. 2009(06)
[9]MODIS波段比值算法在太湖藍(lán)藻水華預(yù)警及應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 胡尊英,于海燕,周斌. 濕地科學(xué). 2009(02)
[10]吸光度比值—導(dǎo)數(shù)光譜法的應(yīng)用研究[J]. 湯滔,沈麗萍. 上海環(huán)境科學(xué). 2007(06)
博士論文
[1]基于混合線(xiàn)性模型進(jìn)行遺傳數(shù)據(jù)分析的異常值檢測(cè)方法[D]. 尤薩夫.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于成像光譜技術(shù)土壤反射特性及剖面有機(jī)質(zhì)分布估計(jì)[D]. 張美琴.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]基于Vis/NIR光譜不同粒徑下土壤碳氮的預(yù)測(cè)研究[D]. 李碩.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[3]地物光譜特征分析及其在礦化蝕變信息提取中的應(yīng)用研究[D]. 李紅.中南大學(xué) 2010
[4]高光譜圖像地物分類(lèi)和分割方法研究[D]. 周宏杰.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]基于高光譜遙感不同發(fā)生層土壤的光譜信息的提取研究[D]. 謝伯承.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3273647
【文章來(lái)源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 土壤光譜分析技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3 研究目標(biāo),研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
第二章 土壤光譜數(shù)據(jù)獲取和預(yù)處理
2.1 研究區(qū)概況
2.2 土壤樣品采集
2.3 室內(nèi)理化指標(biāo)測(cè)試
2.4 光譜數(shù)據(jù)采集
2.5 圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.6 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.7 小結(jié)
第三章 土壤Vis-NIR光譜特性分析
3.1 土壤Vis-NIR光譜曲線(xiàn)的特征分析
3.2 土壤表面粗糙度和土壤樣本光譜特性的相關(guān)性分析
3.3 土壤顏色和土壤樣本光譜特性的相關(guān)性分析
3.4 土壤不同發(fā)生層次與土壤光譜特性的相關(guān)性分析
3.5 小結(jié)
第四章 土壤有機(jī)碳含量預(yù)測(cè)模型的建立
4.1 異常值去除
4.2 SOC光譜估計(jì)模型的建立
4.3 土壤整段剖面SOC含量分布估計(jì)
4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 存在問(wèn)題和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Mapping of Total Carbon and Clay Contents in Glacial Till Soil Using On-the-Go Near-Infrared Reflectance Spectroscopy and Partial Least Squares Regression[J]. SHEN Zhang-Quan,SHAN Ying-Jie,PENG Li,JIANG Yu-Gen. Pedosphere. 2013(03)
[2]基于多源遙感的海上溢油檢測(cè)研究[J]. 蘭國(guó)新,李穎,劉丙新,高超. 中國(guó)航海. 2013(01)
[3]小波分析用于土壤速效鉀含量高光譜估測(cè)研究[J]. 陳紅艷,趙庚星,李希燦,陸文利,隋龍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(07)
[4]基于高光譜數(shù)據(jù)的病害脅迫下杉木冠層色素含量估算研究[J]. 伍南,劉君昂,周?chē)?guó)英,閆瑞坤,臧卓. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2012(01)
[5]地表雙向反射特性對(duì)遙感圖像的影響分析[J]. 彭妮娜,王琨,李濤. 航天返回與遙感. 2011(04)
[6]Savitzky-Golay平滑濾波器的最小二乘擬合原理綜述[J]. 蔡天凈,唐瀚. 數(shù)字通信. 2011(01)
[7]土壤耕作和水分管理對(duì)水稻土壤肥力性狀的影響[J]. 曾可,徐世宏,韋善清,江立庚. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2010(23)
[8]土壤有機(jī)碳研究進(jìn)展[J]. 任軍,郭金瑞,邊秀芝,閆孝貢,劉釗劍,吳景貴. 中國(guó)土壤與肥料. 2009(06)
[9]MODIS波段比值算法在太湖藍(lán)藻水華預(yù)警及應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 胡尊英,于海燕,周斌. 濕地科學(xué). 2009(02)
[10]吸光度比值—導(dǎo)數(shù)光譜法的應(yīng)用研究[J]. 湯滔,沈麗萍. 上海環(huán)境科學(xué). 2007(06)
博士論文
[1]基于混合線(xiàn)性模型進(jìn)行遺傳數(shù)據(jù)分析的異常值檢測(cè)方法[D]. 尤薩夫.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于成像光譜技術(shù)土壤反射特性及剖面有機(jī)質(zhì)分布估計(jì)[D]. 張美琴.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]基于Vis/NIR光譜不同粒徑下土壤碳氮的預(yù)測(cè)研究[D]. 李碩.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[3]地物光譜特征分析及其在礦化蝕變信息提取中的應(yīng)用研究[D]. 李紅.中南大學(xué) 2010
[4]高光譜圖像地物分類(lèi)和分割方法研究[D]. 周宏杰.西安電子科技大學(xué) 2010
[5]基于高光譜遙感不同發(fā)生層土壤的光譜信息的提取研究[D]. 謝伯承.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3273647
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/nykj/3273647.html
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