基于分数阶微分的盐渍土电导率高光谱估算研究

• 作者: 付承彪 张顺吉 熊黑钢 田安红 赵俊三
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 关键词: 盐渍土 电导率 Grünwald-Letnikov分数阶微分 敏感波长 野外高光谱
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 农业资源与环境
• 页码范围: 599-607
• 页数: 9页
• 分类号: S151.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.190865

摘要

传统电导率的反演模型采用整数阶微分(1阶或2阶)的预处理方法,忽略位于分数阶微分处的高光谱反射率信息.因此,本研究提出一种基于分数阶微分的盐渍土电导率高光谱估算方法,以新疆昌吉回族自治州境内的盐渍化土壤为研究靶区,于2017年5月采集0～20 cm的表层土壤样品,利用FieldSpec?3 Hi-Res光谱仪测量盐渍土的野外高光谱,并在实验室化验土壤的电导率理化参数.在Matlab 2019a软件中编程实现0阶-2.0阶的Grünwald-Letnikov分数阶微分计算(阶数间隔为0.1).分析土壤高光谱与电导率的相关系数曲线在21种微分处的变化规律,选择每阶微分的最大相关系数大于0.5时对应的波长为敏感波长,采用逐步多元线性回归模型对电导率进行预测.结果表明:分数阶微分预处理方法能够把相关系数曲线位于不同分数阶时的变化细节呈现出来,在全波段范围内出现更多的波峰和波谷信息.电导率的8个敏感波长为400 nm、418 nm、567 nm、1667 nm、2132 nm、2193 nm、2257 nm和2258 nm.估算电导率的最佳模型位于分数阶1.5阶,其验证集的RPD值为1.99,R2为0.81,RMSE为1.08,该模型因RPD值大于1.8对电导率的估算能力好.本研究探索了电导率在不同分数阶微分处的差异信息,为电导率的估算提供一种新的研究思路,对新疆干旱区盐渍土的改良提供了科学可靠的依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	熊黑钢	北京联合大学应用文理学院	61	1162	19.0	33.0
3	赵俊三	昆明理工大学国土资源工程学院	143	1381	21.0	31.0
6	田安红	曲靖师范学院信息工程学院	46	98	5.0	8.0
8	付承彪	曲靖师范学院信息工程学院	45	105	5.0	8.0
9	张顺吉	曲靖师范学院信息工程学院	24	41	3.0	5.0