土壤含水量的變化情況與時(shí)空分布對(duì)熱量平衡、農(nóng)業(yè)墑情等具有顯著的影響。利用反射率光譜信息反演土壤含水量的研究,可為實(shí)現(xiàn)土壤含水量速測(cè)、揭示土壤含水量時(shí)空變異規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。構(gòu)建不同含水量黑土土壤反射率光譜半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?深入探究土壤重量含水量與反射率光譜的關(guān)系。制備了12種不同濕度的土壤樣品。采用ASD Field Spec Pro 3地物波譜儀對(duì)制備的不同濕度梯度的黑土土壤進(jìn)行反射率光譜測(cè)量。利用菲涅耳反射率建立土壤表面反射模型;在以往的研究中, Kubelka-Munk （KM）模型中的漫反射率R_∞通常被視為對(duì)于給定材料和照明波長(zhǎng)的常數(shù)或需要反演的參數(shù)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),漫反射率R_∞不僅與材料和波長(zhǎng)有關(guān),還與土壤含水量相關(guān)。利用與土壤含水量相關(guān)的吸收系數(shù)及散射系數(shù)描述了土壤含水量與漫反射率R_∞的關(guān)系,并基于KM理論對(duì)體散射分量進(jìn)行建模;進(jìn)而構(gòu)建不同含水量黑土土壤反射率光譜半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀８鶕?jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)選用最小二乘算法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行反演,并通過(guò)分析反演參數(shù)簡(jiǎn)化模型。最后,將未參與建模的不同含水量梯度的數(shù)據(jù)代入模型中,驗(yàn)證模型的有... 

【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2019,39(11)北大核心EISCICSCD

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【部分圖文】：

圖１不同波長(zhǎng)下的反演參數(shù)（ａ）：ａ１；（ｂ）：ａ２；（ｃ）：θ０Ｆｉｇ．１Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ（ａ）：ａ１；（ｂ）：ａ２；（ｃ）：θ０

不同含水量土坡

為０．０００６，４個(gè)不同含水量下的平均ＲＭＳＥ是０．００５１，說(shuō)明該模型適合對(duì)不同含水量的土壤進(jìn)行反射率光譜模擬。表１不同含水量黑土土壤反射率光譜的ＲＭＳＥＴａｂｌｅ１ＲＭＳＥｏｆｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｏｆｂｌａｃｋｓｏｉｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｓＭｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｓ／（ｇ·ｋｇ－１）Ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒ４００．０００６１７００．００７２２０００．００８０２２００．００４６圖３為在４００～２４００ｎｍ波段，不同波長(zhǎng)黑土土壤光譜反射率的ＲＭＳＥＰ示意圖，從圖中可以看出，ＲＭＳＥＰ基本低于０．００８，１９２０ｎｍ波長(zhǎng)處的ＲＭＳＥＰ最小，為０．００２０６２。由此可見(jiàn)，模型具有很高的預(yù)測(cè)精度。為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型的可靠性，采集長(zhǎng)春地區(qū)的土壤配制１５個(gè)不同含水量梯度并對(duì)其進(jìn)行反射率光譜測(cè)量。選取９個(gè)樣品數(shù)據(jù)用于建模，６個(gè)樣品數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證。經(jīng)計(jì)算得知：６個(gè)不同含水量下的平均ＲＭＳＥ是０．００８５５。４００～２４００ｎｍ波段內(nèi)的ＲＭＳＥＰ基本低于０．０１５，５２５ｎｍ波長(zhǎng)處的ＲＭＳＥＰ最小，為０．０００９２２５。圖３不同波長(zhǎng)下黑土土壤反射率光譜的預(yù)測(cè)均方根誤差（ＲＭＳＥＰ）Ｆｉｇ．３ＲＭＳＥＰｏｆｂｌａｃｋｓｏｉｌｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ４結(jié)論利用與土壤含水量相關(guān)的ｋ及ｓ描述了土壤含水量與漫反射率Ｒ∞的關(guān)系，并基于ＫＭ理論對(duì)體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]土壤堿解氮含量可見(jiàn)/近紅外光譜預(yù)測(cè)模型優(yōu)化[J]. 汪六三,魯翠萍,王儒敬,黃偉,郭紅燕,汪玉冰,林志丹,王鍵,蔣慶,宋良圖.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2018(07)
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[5]基于互補(bǔ)相關(guān)模型和IKONOS數(shù)據(jù)的農(nóng)田蒸散時(shí)空特征分析[J]. 趙春江,楊貴軍,薛緒掌,馮海寬,石月嬋.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(08)



本文編號(hào)：3422602