基于成像光谱技术预测氮素在土壤剖面中的垂直分布

可见一近红外（vis—NIR）高光谱成像技术应用于土壤科学是当前数字土壤研究的新方向。本研究考察了该技术预测土壤剖面氮素垂直分布的可行性。深达1m的土壤整段剖面（1000mm×170mm×65mE）采自湖北崇阳县，成像光谱仪配备了25μm狭缝，视场角13．1°的35rftm焦距镜头和1004×1002像素的面阵CCD，拍摄得到剖面vis—NIR高光谱影像（400—1000nm共753个波段）。对获取的影像先通过几何校正解决影像形变问题，再采用监督分类方法识别提取有效土壤像素，剔除阴影裂缝等无效像素。最后利用室内土样vis—NIR反射光谱建立的土壤全氮校正模型，对3个土壤整段剖面的高光谱影像数据进行全氮（TN）预测制图。结果表明，vis—NIR成像光谱技术对土壤整段剖面TN含量预测效果达到甚至优于经标准制样处理后所建模型精度。但存在纵向局限性，其良好地还原了浅层土壤氮素的分布规律，0，600mm为较佳预测深度。