基于电磁感应数据的电导率反演模型研究

• 作者: 吴家林 彭杰 白建铎 王佳文 纪文君 王楠
• 来源期刊: 灌溉排水学报
• 关键词: 电磁感应 区域尺度 土壤电导率 反演模型
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 水土资源与环境|Resources and Environment of Soil & Water
• 页码范围: 80-87
• 页数: 8页
• 分类号: S156.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.13522/j.cnki.ggps.2020503

摘要

[目的]土壤盐渍化是限制新疆南部棉花高产的主要因子,准确获取区域尺度土壤剖面盐分信息.[方法]以南疆阿拉尔垦区为研究区,以田间尺度采集的30个不同盐渍化程度棉田的540个样点的0～0.375、0～0.750、0～1.000 m的土壤剖面电导率数据和对应的电磁感应数据为数据源,采用线性模型和非线性模型分别构建了田间尺度和区域尺度的土壤剖面电导率的电磁感应反演模型,并采用缩减建模样本量方法进一步检验了区域尺度模型的可靠性和稳定性.[结果]多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和主成分回归(PCR)建模方法的田间尺度模型R2在0.88～0.95,而对应的区域尺度模型R2在0.34～0.53.基于随机森林(RF)、神经网络(NN)和支持向量机(SVM)非线性建模方法构建的土壤剖面电导率的区域尺度电磁感应反演模型R2在0.60～0.85,其中RF模型的精度最高.0～0.375、0～0.750、0～1.000 m 土壤剖面电导率的RF反演模型R2分别为0.80、0.85和0.84,相较于线性建模方法的区域尺度模型精度有明显的提高.RF区域尺度模型的样本数量由540个缩减到240个,模型精度没有明显变化,表明采用区域尺度模型,可大幅度降低土壤剖面样本采集数量,从而可显著提高采样效率和降低采样成本.[结论]区域尺度下构建土壤剖面电导率反演模型时,随机森林建模方法效果较优,模型预测能力具有较高的可靠性.