土壤有機質(zhì)含量對作物的生長發(fā)育有著顯著影響。為實現(xiàn)對蘋果果園土壤有機質(zhì)含量快速、實時估測,本研究以山東省煙臺市棲霞市蘋果園為研究區(qū),采集100個土壤樣本,利用ASD FieldSpec3便攜式地物光譜儀獲取其高光譜反射率,利用定量化學(xué)方法測定土壤有機質(zhì)含量。采用移動平均法對高光譜數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,分析果園土壤的反射光譜特征,研究光譜反射率與其有機質(zhì)含量的相關(guān)關(guān)系,篩選土壤有機質(zhì)含量的敏感波長并構(gòu)建光譜指數(shù)后,分別建立多元線性回歸模型(MLR)、支持向量機(SVM)和隨機森林(RF)模型,并對模型精度進行驗證比較。結(jié)果表明,篩選出的土壤有機質(zhì)含量的敏感波長為678、709、1931、1939、1996和2201 nm。用篩選出的波長構(gòu)建光譜參數(shù),最終構(gòu)建的光譜指數(shù)分別為NDSI_((678,709))、NDSI_((678,1931))、NDSI_((678,2201))、NDSI_((709,1939))和NDSI_((1939,2201))。建立的MLR、SVM和RF回歸模型中,以RF模型精度最優(yōu),其校正樣本集R²為0.8804,RMSE為0.1423,RPD達到...

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【部分圖文】：

圖1技術(shù)路線

本研究的技術(shù)流程如圖1所示。通過采集獲取不同果園的土壤樣本測定其有機質(zhì)含量以及高光譜反射率，利用光譜參數(shù)構(gòu)建SOM含量反演模型，并進行模型精度驗證。2.2.1土壤樣本的采集與處理

圖2光譜曲線平滑處理對比圖

在光譜數(shù)據(jù)采集過程中，由于外界環(huán)境條件的影響和地物波譜儀不同波段對能量響應(yīng)的差異，獲得的光譜存在噪聲。為保證相關(guān)分析和后期的模型建立與檢驗的準確性，需對光譜數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和數(shù)學(xué)變換。研究發(fā)現(xiàn)，當噪聲頻率較高時，采用移動平均法具有一定的去噪作用[17]，因此本研究采用移動平均法在M....

圖3果園土壤有機質(zhì)含量的土壤反射光譜特征

對采集的果園土壤光譜數(shù)據(jù)進行分析。將SOM含量高低劃分為6個等級，并且計算每個等級的光譜平均值，得到土壤SOM平均光譜曲線（如圖3），表明不同等級SOM的土壤光譜反射率曲線變化趨勢相近，且隨著SOM的增加，反射率降低。其中在可見光范圍內(nèi)，各等級的土壤反射率隨波長的增大而增大，且反....

圖4SOM含量與高光譜反射率的相關(guān)系數(shù)

為突出光譜曲線的反射和吸收特征，對原始光譜采用移動平均法預(yù)處理后所得到的光譜反射率數(shù)據(jù)進行原始數(shù)據(jù)一階微分變換、MSC以及MSC一階微分三種變換后，利用Excel對光譜數(shù)據(jù)與SOM含量分別進行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖4所示。圖4SOM含量與高光譜反射率的相關(guān)系數(shù)

本文編號：3970447