基于高光谱成像技术的土壤水分机理研究及模型建立

• 作者: KAZUHIRO Nakano 何建国 吴龙国 王松磊
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 高光谱成像 土壤 水分含量 无损检测
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 发光学应用及交叉前沿
• 页码范围: 1366-1376
• 页数: 11页
• 分类号: TP93
• 字数: 5424字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20173810.1366

摘要

为了研究宁夏地区土壤的水分迁移机理以及对土壤水分快速无损检测,利用高光谱成像(光谱范围900~1700 nm)技术对土壤的含水率进行了研究.通过高光谱成像系统采集了208个土样,比较了不同天数下土壤含水率与光谱的变化、不同质量含水量光谱的差异.对采集到的土样进行PLSR模型建立,对比分析不同光谱预处理方法、不同方法提取特征波长(UVE、CARS、β系数、SPA)、不同建模方法(MLR、PCR、PLSR)建立的模型,优选出最佳模型.结果表明:在一定的土壤含水量范围内,光谱曲线的反射率与土壤含水率成反比;当增大到超过田间持水率时,光谱曲线的反射率与土壤含水率成正比.对比分析了不同预处理方法,优选出单位向量归一化预处理方法.对比不同的模型,优选出SPA提取的特征波长的MLR模型.最优的特征波长为987,1386,1466,1568,1636,1645 nm,最优模型的预测相关系数Rp=0.984,预测均方根误差RM-SEP为0.631.因此,今后可采用不同波段对土壤含水率进行定量分析.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王松磊	宁夏大学土木水利工程学院	74	455	12.0	17.0
5	何建国	宁夏大学土木水利工程学院	93	716	16.0	22.0
9	吴龙国	宁夏大学土木水利工程学院	38	257	9.0	15.0