土壤剖面及其不同層次的屬性研究對(duì)于土壤發(fā)生發(fā)育、土壤分類(lèi)等土壤科學(xué)研究有著極其重要的意義。傳統(tǒng)的土壤信息獲取過(guò)程耗時(shí)費(fèi)力,而遙感技術(shù)可以快速、周期性地提供各種尺度的土壤信息,已被廣泛應(yīng)用于土壤資源調(diào)查、土地質(zhì)量評(píng)價(jià)、土壤分等定級(jí)、土壤分類(lèi)及土壤制圖等研究工作當(dāng)中。傳統(tǒng)的土壤理化屬性測(cè)試方法費(fèi)時(shí)、繁瑣,成本高,難以滿(mǎn)足快速監(jiān)測(cè)土壤氮(N)含量的需求。近年來(lái)利用光譜測(cè)定技術(shù)快速、簡(jiǎn)便、無(wú)損地對(duì)樣品進(jìn)行定量分析,已在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,并取得了良好的效果。成像技術(shù)與光譜技術(shù)的結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)既具有高空間分辨率又同時(shí)具有高光譜分辨率,能夠提供非常豐富的土壤遙感信息,為橫向上的土壤定量監(jiān)測(cè)及土壤屬性制圖等提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而,從國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究工作來(lái)看,土壤科學(xué)缺乏一種對(duì)于土壤完整剖面的高空間及高光譜分辨率成像技術(shù)來(lái)測(cè)量全氮(TN)含量。對(duì)于土壤屬性的定量研究大都選用深0-15cm或0-20cm的耕層土樣,鮮有針對(duì)0-100cm剖面點(diǎn)狀樣的相關(guān)報(bào)道,特別是針對(duì)縱向上完整土壤剖面TN制圖更是未見(jiàn)諸于相關(guān)文獻(xiàn)。 鑒于此,本文以配備25μm狹縫和視場(chǎng)角13.1°的35mm焦距鏡頭,電荷耦合器件(CC...

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 土壤光譜研究現(xiàn)狀
        1.2.1 光譜分析在土壤中的應(yīng)用
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.3 建模方法進(jìn)展
    1.3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
    1.4 擬解決的問(wèn)題
第二章 研究區(qū)概況
    2.1 潛江概況
        2.1.1 自然地理?xiàng)l件
        2.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件
    2.2 咸寧概況
        2.2.1 自然地理?xiàng)l件
        2.2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件
第三章 數(shù)據(jù)的獲取
    3.1 土樣的采集與制備
    3.2 全氮含量的測(cè)定
    3.3 土壤光譜數(shù)據(jù)的獲取
        3.3.1 儀器簡(jiǎn)介
        3.3.2 成像原理簡(jiǎn)介
        3.3.3 拍攝平臺(tái)
        3.3.4 控制軟件
        3.3.5 高光譜影像拍攝
        3.3.6 數(shù)據(jù)類(lèi)型
第四章 土壤光譜特性分析
    4.1 土壤的光譜特征
    4.2 光譜曲線提取
    4.3 光譜尺度問(wèn)題
    4.4 潛江地區(qū)土壤光譜曲線分析
    4.5 咸寧地區(qū)土壤光譜曲線分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于Vis-NIR光譜土壤氮含量的預(yù)測(cè)研究
    5.1 引言
    5.2 光譜預(yù)處理與建模方法
        5.2.1 異常值剔除
        5.2.2 平滑降噪
        5.2.3 光譜增強(qiáng)
        5.2.4 建模方法介紹
        5.2.5 評(píng)價(jià)指標(biāo)
        5.2.6 交叉驗(yàn)證
    5.3 土壤TN的定量估計(jì)
        5.3.1 異常值鑒別結(jié)果
        5.3.2 PCR模型
        5.3.3 PLSR模型
        5.3.4 BPNN模型
    5.4 不同模型預(yù)測(cè)TN結(jié)果的比較
    5.5 回歸系數(shù)分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 基于Vis-NIR高光譜影像土壤剖面全氮反演及制圖
    6.1 引言
    6.2 影像預(yù)處理
        6.2.1 幾何校正
        6.2.2 影像裁剪
        6.2.3 監(jiān)督分類(lèi)
        6.2.4 采樣模板
    6.3 剖面全氮預(yù)測(cè)及制圖
        6.3.1 校正模型的建立
        6.3.2 塊狀采樣
        6.3.3 條狀采樣
        6.3.4 結(jié)果檢驗(yàn)與精度評(píng)價(jià)
    6.4 本章小結(jié)
第七章 基于Matlab土壤高光譜影像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    7.1 引言
    7.2 總體設(shè)計(jì)
    7.3 功能設(shè)計(jì)
        7.3.1 數(shù)據(jù)讀取
        7.3.2 影像裁剪
        7.3.3 無(wú)效值剔除
        7.3.4 采樣模板
        7.3.5 位置還原
        7.3.6 精度評(píng)價(jià)
    7.4 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
博士期間參與項(xiàng)目與發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3875467