期刊文献+
共找到62篇文章
< 1 2 4 >
每页显示 20 50 100
Measurement and analysis of soil nitrogen and organic matter content using near-infrared spectroscopy techniques 被引量:8
1
作者 何勇 宋海燕 +1 位作者 PEREIRA Annia García GóMEZ Antihus Hernández 《Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology)》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第11期1081-1086,共6页
Near infrared reflectance (N1R) spectroscopy is as a rapid, convenient and simple nondestructive technique useful for quantifying several soil properties. This method was used to estimate nitrogen (N) and organic ... Near infrared reflectance (N1R) spectroscopy is as a rapid, convenient and simple nondestructive technique useful for quantifying several soil properties. This method was used to estimate nitrogen (N) and organic matter (OM) content in a soil of Zhejiang Province, Hangzhou County. A total of 125 soil samples were taken from the field. Ninety-five samples spectra were used during the calibration and cross validation stage. Thirty samples spectra were used to predict N and OM concentration. NIR spectra of these samples were correlated using partial least square regression. The regression coefficients between measured and predicted values of N and OM was 0.92 and 0.93, and SEP (standard error of prediction) were 3.28 and 0.06, respectively, which showed that NIR method had potential to accurately predict these constituents in this soil. The results showed that NIR spectroscopy could be a good tool for precision farming application. 展开更多
关键词 NIR spectroscopy partial least square Precision farming Soil spatial variability NITROGEN organic matter
下载PDF
Estimation of Organic Matter Content in Coastal Soil Using Reflectance Spectroscopy 被引量:16
2
作者 ZHENG Guanghui Dongryeol RYU +1 位作者 JIAO Caixia HONG Changqiao 《Pedosphere》 SCIE CAS CSCD 2016年第1期130-136,共7页
Rapid determination of soil organic matter(SOM) using regression models based on soil reflectance spectral data serves an important function in precision agriculture. "Deviation of arch"(DOA)-based regressio... Rapid determination of soil organic matter(SOM) using regression models based on soil reflectance spectral data serves an important function in precision agriculture. "Deviation of arch"(DOA)-based regression and partial least squares regression(PLSR)are two modeling approaches to predict SOM.However,few studies have explored the accuracy of the DOA-based regression and PLSR models.Therefore,the DOA-based regression and PLSR were applied to the visible near-infrared(VNIR) spectra to estimate SOM content in the case of various dataset divisions.A two-fold cross-validation scheme was adopted and repeated 10 000 times for rigorous evaluation of the DOA-based models in comparison with the widely used PLSR model.Soil samples were collected for SOM analysis in the coastal area of northern Jiangsu Province,China.The results indicated that both modelling methods provided reasonable estimation of SOM,with PLSR outperforming DOA-based regression in general.However,the performance of PLSR for the validation dataset decreased more noticeably.Among the four DOA-based regression models,a linear model provided the best estimation of SOM and a cutoff of SOM content(19.76 g kg^(-1)),and the performance for calibration and validation datasets was consistent.As the SOM content exceeded 19.76 g kg^(-1),SOM became more effective in masking the spectral features of other soil properties to a certain extent.This work confirmed that reflectance spectroscopy combined with PLSR could serve as a non-destructive and cost-efficient way for rapid determination of SOM when hyperspectral data were available.The DOA-based model,which requires only 3 bands in the visible spectra,also provided SOM estimation with acceptable accuracy. 展开更多
关键词 deviation of arch multiple regression partial least squares regression reflectance spectra soil organic matter
原文传递
基于sCARS的淮北平原土壤有机质含量高光谱建模
3
作者 高迎凤 赵明松 +2 位作者 于芝琳 赵治东 王涛 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 2024年第3期255-263,共9页
为确定淮北平原砂姜黑土土壤有机质(SOM)最佳反演模型,探寻最佳特征波长筛选方法,提高模型预测精度。利用原始光谱进行倒数对数(Log(1/R))、标准正态变量变换(SNV)、去包络线(CR)、一阶微分(FDR)处理,采用稳定竞争性自适应重加权算法(sC... 为确定淮北平原砂姜黑土土壤有机质(SOM)最佳反演模型,探寻最佳特征波长筛选方法,提高模型预测精度。利用原始光谱进行倒数对数(Log(1/R))、标准正态变量变换(SNV)、去包络线(CR)、一阶微分(FDR)处理,采用稳定竞争性自适应重加权算法(sCARS)筛选特征变量,对比分析竞争性自适应重加权算法(CARS)、相关系数法(|r|≥0.47)和显著性水平法(p≤0.01)所得结果,建立SOM含量的偏最小二乘(PLSR)模型,并对比精度差异。结果表明:(1)全波段范围内,SOM含量与原始光谱呈极显著负相关,与Log(1/R)光谱呈极显著正相关,与SNV光谱相关性明显增强。CR和FDR光谱与SOM含量呈不同程度的正负相关性。(2)对比全波段,CARS和sCARS算法能够有效去除光谱冗余信息,筛选得到特征波段数目仅占全波段的1%~5%。筛选后模型精度更高,相对分析误差(RPD)均大于1.8。(3)相比于CARS算法,sCARS算法具备更好的稳定性和精确性。筛选到的特征波段主要分布在800~850、1850~1900、2050~2500 nm区域。(4)Log(1/R)-sCARS模型精度最佳,建模集和预测集的决定系数(R2)分别提升了0.08和0.28,RPD值为3.05,对SOM含量预测极好。 展开更多
关键词 土壤有机质 砂姜黑土 光谱变换 sCARS筛选 偏最小二乘模型
下载PDF
基于近红外光谱技术的豆腐渣堆肥有机质含量测定
4
作者 刘晓吉 苏云 +5 位作者 徐佳佳 毛勇位 李卫华 薛同站 孙岩松 周阳 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期20-28,共9页
为了对堆肥过程中有机质含量进行实时动态分析,以豆腐渣作为底物辅以完全发酵的厨余垃圾粉末进行混合好氧堆肥,通过近红外光谱分析技术采集不同处理阶段堆肥样品的光谱数据,分别采用归一化法、一阶微分法和二阶微分法对原始光谱进行预处... 为了对堆肥过程中有机质含量进行实时动态分析,以豆腐渣作为底物辅以完全发酵的厨余垃圾粉末进行混合好氧堆肥,通过近红外光谱分析技术采集不同处理阶段堆肥样品的光谱数据,分别采用归一化法、一阶微分法和二阶微分法对原始光谱进行预处理,利用反向区间偏最小二乘法(biPLS)、联合区间偏最小二乘法(siPLS)和间隔区间偏最小二乘法(iPLS)构建近红外光谱吸光度与有机质含量之间的定量分析模型。结果显示,采用二阶微分预处理方法结合iPLS建立的模型性能最佳,第23个子区间对应的最佳特征波段为5 832~6 086 cm-1,校正集的相关系数(Rc)为0.986 1,交互验证均方根误差(RMSECV)为0.824 7,预测集的相关系数(Rp)为0.964 7,均方根误差(RMSEP)为0.445 7,相对分析误差(RPD)为3.8。结果表明所建立的模型具有良好的稳定性和可靠性,二阶微分预处理方法结合iPLS可以有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现堆肥样品有机质含量的快速测定。 展开更多
关键词 豆腐渣 堆肥有机质 近红外光谱 偏最小二乘法 定量分析模型
下载PDF
应用近红外光谱法测定土壤的有机质和pH值 被引量:49
5
作者 朱登胜 吴迪 +1 位作者 宋海燕 何勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期196-199,共4页
为了满足精细农业对土壤快速实时测试的需要,对未经过粉碎、过筛等处理的土壤,采集了4000~12500cm-1范围的近红外光谱。研究了土壤的光谱特性,并采用偏最小二乘回归分析方法建立了一阶微分光谱的光谱吸光度与有机质含量和pH值之间的定... 为了满足精细农业对土壤快速实时测试的需要,对未经过粉碎、过筛等处理的土壤,采集了4000~12500cm-1范围的近红外光谱。研究了土壤的光谱特性,并采用偏最小二乘回归分析方法建立了一阶微分光谱的光谱吸光度与有机质含量和pH值之间的定量分析模型。试验分析表明:有机质的预测相关系数为0.818,预测标准偏差SEP为0.069,预测均方根误差为RMSEP为0.085;pH值的预测相关系数为0.834,SEP为0.095,RMSEP为0.114。表明采用近红外光谱仪经一阶微分处理可以很好地预测经过简单处理的土样中的有机质含量和pH值,该结论为今后田间快速土壤特性光谱测量奠定了基础。 展开更多
关键词 近红外光谱 土壤 有机质 PH值 偏最小二乘
下载PDF
含水率对土壤有机质含量高光谱估算的影响 被引量:21
6
作者 司海青 姚艳敏 +1 位作者 王德营 刘影 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期114-120,共7页
土壤含水率对有机质(soil organic matter,SOM)含量高光谱估算精度有很大的影响。为了探讨SOM高光谱估算中土壤含水率的影响,该文对烘干土、风干土和质量含水率为5%~40%(按5%递增)的土壤样本进行了室内高光谱测量,对光谱数据进... 土壤含水率对有机质(soil organic matter,SOM)含量高光谱估算精度有很大的影响。为了探讨SOM高光谱估算中土壤含水率的影响,该文对烘干土、风干土和质量含水率为5%~40%(按5%递增)的土壤样本进行了室内高光谱测量,对光谱数据进行了反射率、反射率一阶导数和反射率倒数对数3种光谱数据变换,运用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)建立了相应的SOM估算模型。结果表明,风干土的SOM高光谱估算精度较好;当含水率水平小于25%时,SOM估算模型精度受含水率的影响较大,光谱数据进行反射率倒数对数变换后的模型精度最高;当含水率水平大于等于25%时,水分对土壤光谱反射率的影响要大于SOM,不适宜利用土壤光谱数据进行SOM含量高光谱估算。该研究可为大田环境不同含水率情况下光谱估算SOM提供参考。 展开更多
关键词 土壤 土壤含水率 回归 有机质 高光谱 偏最小二乘
下载PDF
去除水分影响提高土壤有机质含量高光谱估测精度 被引量:20
7
作者 陈红艳 赵庚星 +3 位作者 张晓辉 王瑞燕 孙莉 陈敬春 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期91-100,共10页
土壤水分的影响是当前采用光谱分析法预测土壤养分含量的关键问题,该文旨在探索去除土壤水分影响、提高有机质高光谱定量估测精度的方法。首先采用地物光谱仪进行湿土和过筛干土的高光谱测试,并进行一阶导数变换;然后,采用奇异值分... 土壤水分的影响是当前采用光谱分析法预测土壤养分含量的关键问题,该文旨在探索去除土壤水分影响、提高有机质高光谱定量估测精度的方法。首先采用地物光谱仪进行湿土和过筛干土的高光谱测试,并进行一阶导数变换;然后,采用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)结合相关分析筛选土壤水分特征光谱,构建去除水分因素的修正系数,形成湿土光谱的校正光谱;最后基于校正前后湿土光谱,应用偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归构建土壤有机质含量的估测模型,并对模型进行验证和比较,分析评价校正前后光谱的预测精度。结果显示:按土壤水分含量梯度划分的2组和全部棕壤及褐土土样共4组样本校正后建模决定系数和均方根误差分别为0.85、0.82、0.74、0.76和0.19%、0.20%、0.23%、0.19%,决定系数提高了0.02~0.09,均方根误差降低了0.01~0.03百分点,验证决定系数、均方根误差和相对分析误差分别为0.78、0.77、0.72、0.76,0.21%、0.15%、0.21%、0.15%和2.03、2.02、1.86、1.98,决定系数提高了0.06~0.15,均方根误差除褐土土样提高0.02百分点外,其他样本组降低了0.01~0.08百分点,相对分析误差提高了0.17~0.43,模型决定系数和相对分析误差得到显著提升;尤其对于土壤水分含量变异系数较小的3组土样,模型从待改进级别提高到性能良好级别,对土壤有机质含量具有较好的预测准确性。说明该方法用于去除土壤水分因素影响和提高有机质含量高光谱估测精度的有效性。 展开更多
关键词 遥感 模型 土壤水分 高光谱 奇异值分解 偏最小二乘回归 土壤有机质
下载PDF
土壤含水量对反射光谱法预测红壤土壤有机质的影响研究 被引量:20
8
作者 王淼 潘贤章 +4 位作者 解宪丽 王昌昆 刘娅 李燕丽 潘剑君 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期645-651,共7页
研究土壤含水量对有机质预测的影响,可为野外红壤有机质快速测定提供理论依据。本文在实验室条件下测量了不同含水量红壤的可见光-近红外光谱反射率,运用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同含水量的土壤有机质预测模型。结果显示,随土壤含水... 研究土壤含水量对有机质预测的影响,可为野外红壤有机质快速测定提供理论依据。本文在实验室条件下测量了不同含水量红壤的可见光-近红外光谱反射率,运用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同含水量的土壤有机质预测模型。结果显示,随土壤含水量的增加,有机质与一阶微分光谱的相关性先增加后下降,含水量为100~150 g/kg时相关系数最大。分380~2 400、380~1 300、1 300~2 400 nm三个波段建立不同含水量的有机质预测模型,模型预测精度均随土壤含水量增加而呈现先增加后下降的趋势。利用1 300~2 400 nm建立有机质预测模型可以有效避开氧化铁影响,建立的模型预测精度最高。本研究认为,当土壤含水量小于200 g/kg时,可以利用在室内控制条件下测定的土壤反射率,建立1 300~2 400 nm波段的PLSR模型,进行红壤土壤有机质含量预测。 展开更多
关键词 红壤 土壤有机质 土壤含水量 偏最小二乘回归
下载PDF
基于高光谱的土壤有机质含量估算研究 被引量:70
9
作者 刘磊 沈润平 丁国香 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期762-766,共5页
高光谱遥感技术以其光谱分辨率高、波段连续性强、数据丰富的特点,因而在土壤养分研究中得到广泛应用。通过土壤有机质的高光谱遥感分析,可以充分了解土壤养分的状况及动态变化,为指导农业生产及保护农业生态环境提供科学依据。本文基... 高光谱遥感技术以其光谱分辨率高、波段连续性强、数据丰富的特点,因而在土壤养分研究中得到广泛应用。通过土壤有机质的高光谱遥感分析,可以充分了解土壤养分的状况及动态变化,为指导农业生产及保护农业生态环境提供科学依据。本文基于江西省余江县和泰和县采集的34个红壤土样350~2 500nm波段的光谱曲线,研究了土壤光谱与土壤有机质含量之间的关系。先对土壤反射率光谱进行两种变换:一阶微分(R′)、倒数的对数log(1/R),然后在提取特征吸收波段的基础上,运用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法建立相应的估算模型,并对模型进行检验。结果表明,偏最小二乘回归法优于多元逐步线性回归法,其建立的高光谱估算模型具有快速估算土壤中有机质含量的潜力。 展开更多
关键词 高光谱 土壤有机质 多元逐步回归 偏最小二乘回归
下载PDF
基于高光谱分析的植烟土壤有机质和全氮含量预测研究 被引量:16
10
作者 王一丁 赵铭钦 +3 位作者 刘鹏飞 金江华 黄元炯 岳恒 《中国烟草学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期44-51,共8页
为实现植烟土壤有机质和全氮含量的快速、准确测定,以120份豫中烟区潮褐土为研究对象,在室内条件下采集并研究了土壤有机质和全氮与高光谱400~2400 nm波段的定量反演关系。光谱经Savitzky-Golay平滑滤波后采用偏最小二乘回归(Partial le... 为实现植烟土壤有机质和全氮含量的快速、准确测定,以120份豫中烟区潮褐土为研究对象,在室内条件下采集并研究了土壤有机质和全氮与高光谱400~2400 nm波段的定量反演关系。光谱经Savitzky-Golay平滑滤波后采用偏最小二乘回归(Partial least square regression,PLSR)方法,建立了土壤高光谱与有机质和全氮间的定量反演模型,对比了3种光谱变换形式及5种预处理方法对模型的影响。结果表明,光谱经一阶微分(FDR)或倒数对数(lg(1/R))变换后,建模系数有所提高;不同预处理方法的反演模型精度差异明显,正交信号校正(OSC)明显优于其他光谱预处理方法。采用FDR-OSC建立的土壤有机质和lg(1/R)-OSC建立的土壤全氮模型预测效果最好,预测模型决定系数R^2分别为0.948和0.919,预测均方根误差(RMSEP)分别为1.316 g·kg^(-1)和0.091 g·kg^(-1),相对分析误差(RPD)分别为4.26和4.07,是豫中烟区潮褐土有机质和全氮含量的最佳预测模型。采用高光谱技术结合OSC-PLSR方法对植烟土壤有机质和全氮含量进行高精度预测是可行的。 展开更多
关键词 植烟土壤 高光谱 有机质 总氮 偏最小二乘回归
下载PDF
基于可见光谱的不同质地土壤有机质快速测定 被引量:14
11
作者 宋海燕 秦刚 +1 位作者 韩小平 刘海芹 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期69-72,共4页
在可见光区域内对不同质地土壤(粘土、砂土、壤土)共156个样本的光谱特性进行了研究,并建立了不同质地土壤间有机质含量的互测模型。为了消除土壤质地对有机质含量预测的影响,引入了正交信号处理(OSC)谱图预处理方法。结果表明:粘土和... 在可见光区域内对不同质地土壤(粘土、砂土、壤土)共156个样本的光谱特性进行了研究,并建立了不同质地土壤间有机质含量的互测模型。为了消除土壤质地对有机质含量预测的影响,引入了正交信号处理(OSC)谱图预处理方法。结果表明:粘土和壤土作为建模样本建立的土壤有机质偏最小二乘(PLS)和OSC-PLS校正模型的相关系数分别为0.809和0.823;砂土和壤土分别为0.837和0.734;粘土和砂土相应值分别为0.887和0.823。采用上述模型对另一质地土壤有机质含量进行预测,砂土的相关系数分别为0.572和0.864;粘土的相应值分别为0.555和0.540;壤土的相应值分别为0.643和0.721。预测效果说明OSC预处理可提高不同质地间土壤有机质的互预测能力。 展开更多
关键词 土壤有机质 测定 可见光谱 正交信号处理 偏最小二乘法
下载PDF
土壤有机质含量可见-近红外光谱反演模型校正集优选方法 被引量:23
12
作者 陈奕云 齐天赐 +5 位作者 黄颖菁 万远 赵瑞瑛 亓林 张超 费腾 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期107-114,共8页
土壤有机质含量可见-近红外光谱反演过程中校正集的构建策略对模型的预测精度有重要影响。以江汉平原洪湖地区水稻土为研究对象,采用Kennard-Stone(KS)法,Rank-KS(RKS)和Sample set Partitioning based on joint X-Y distance(SPXY)法,... 土壤有机质含量可见-近红外光谱反演过程中校正集的构建策略对模型的预测精度有重要影响。以江汉平原洪湖地区水稻土为研究对象,采用Kennard-Stone(KS)法,Rank-KS(RKS)和Sample set Partitioning based on joint X-Y distance(SPXY)法,构建样本数占总校正集不同比例的子校正集,通过偏最小二乘回归,建立土壤有机质含量的可见—近红外光谱反演模型。结果表明:KS法无法提高模型预测精度,但可以在保证标准差与预测均方根误差比(ratio of performance to standard deviation,RPD)>2.0的前提下减少30%的校正样本;基于SPXY法的模型,当子校正集样本比例为总校正集的50%时达到最佳的模型预测精度,RPD为2.557;RKS法能够在保证预测精度的情况下(RPD>2.0),最多减少总校正集70%的样本,对应模型RPD为2.212。当校正集与验证集的有机质含量分布相近时,能够以较少的建模样本达到与总校正集相近甚至更高的模型预测精度,提升土壤有机质光谱反演模型的实用性。 展开更多
关键词 土壤 模型 有机质 可见-近红外反射光谱 偏最小二乘回归 校正集优选
下载PDF
土壤有机质高光谱特征与波长变量优选方法 被引量:24
13
作者 朱亚星 于雷 +5 位作者 洪永胜 章涛 朱强 李思缔 郭力 刘家胜 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第22期4325-4337,共13页
【目的】探究土壤有机质的高光谱特征及响应规律,优选土壤有机质的敏感波长,降低土壤有机质高光谱估测模型复杂度,提高模型稳健性,为利用高光谱技术对农田土壤肥力的定量监测提供理论支撑。【方法】采集江汉平原潮土土样130个,将其中40... 【目的】探究土壤有机质的高光谱特征及响应规律,优选土壤有机质的敏感波长,降低土壤有机质高光谱估测模型复杂度,提高模型稳健性,为利用高光谱技术对农田土壤肥力的定量监测提供理论支撑。【方法】采集江汉平原潮土土样130个,将其中40个样本作为训练集,测量其去有机质前、后的土壤有机质含量及光谱数据,计算差值及变化率,分析土壤有机质含量变化对光谱特征的影响,结合无信息变量消除(uninformative variables elimination,UVE)、竞争适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)变量优选方法确定土壤有机质敏感波长;采用45个建模集样本,基于偏最小二乘回归(partial Least Squares Regression,PLSR)和反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)建立土壤有机质含量的估算模型;利用45个验证集样本检验敏感波长对同类土壤的适用性。【结果】通过有机质去除试验,供试土壤的平均光谱反射率在全波段均有所增加,在可见光波段变化率高于近红外波段;比较UVE、CARS、UVE-CARS、CARS-UVE这4种变量优选方法,得到最佳变量优选方法为UVE-CARS,该方法从2001个波长变量中优选得到84个变量作为土壤有机质的敏感波长,分布于561—721、1 920—2 280 nm波段覆盖范围;基于敏感波长的PLSR、BPNN模型性能均优于全波段模型,其中,基于敏感波长的BPNN模型的估测能力高于PLSR,模型验证集R^2、RMSE、RPD、MAE、MRE值分别为0.74、1.33 g·kg^(-1)、2.02、1.04 g·kg^(-1)、6.2%,可实现土壤有机质含量的有效估测。【结论】通过训练集获得的土壤有机质敏感波长,能够实现对该试验区同种土壤类型样本土壤有机质含量的有效估测;利用去有机质试验结合变量优选方法确定的敏感波长建模,不仅将输入波长压缩至全波段波长数目的 4.2%,而且提升了模型估测精度,降低了变量维度和模型复杂度,为快速准确评估农田土壤有机质含量提供了新途径。 展开更多
关键词 土壤有机质 高光谱 变量优选 偏最小二乘回归 反向传播神经网络 潮土
下载PDF
松嫩平原土壤有机质含量高光谱反演研究 被引量:20
14
作者 武彦清 张柏 +3 位作者 宋开山 刘焕军 王宗明 刘殿伟 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期187-194,共8页
采集松嫩平原典型类型土壤样本252个.室内条件下测定了风干后土样的光谱.对原始光谱数据作预处理后,分别运用多元线性逐步回归法和偏最小二乘法建立土壤有机质含量高光谱预测模型.结果表明,采用2种方法建立的模型均可满足有机质含量速... 采集松嫩平原典型类型土壤样本252个.室内条件下测定了风干后土样的光谱.对原始光谱数据作预处理后,分别运用多元线性逐步回归法和偏最小二乘法建立土壤有机质含量高光谱预测模型.结果表明,采用2种方法建立的模型均可满足有机质含量速测要求,但偏最小二乘法得到的模型更具稳健性. 展开更多
关键词 高光谱 有机质 多元线性逐步回归 偏最小二乘回归
下载PDF
黄土高原煤矿区复垦农田土壤有机质含量的高光谱预测 被引量:31
15
作者 南锋 朱洪芬 毕如田 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2126-2135,共10页
【目的】针对黄土高原丘陵地多、地形复杂、有机质含量低、采样困难以及因采煤活动引起大面积土地损毁等问题,在土地复垦与综合整治过程中,为快速定量监测与评估复垦农田土壤质量提供一种新的方法。【方法】以山西省襄垣县复垦农田土壤... 【目的】针对黄土高原丘陵地多、地形复杂、有机质含量低、采样困难以及因采煤活动引起大面积土地损毁等问题,在土地复垦与综合整治过程中,为快速定量监测与评估复垦农田土壤质量提供一种新的方法。【方法】以山西省襄垣县复垦农田土壤为研究对象,选取由北向南土地损毁中间条带状区域采集样品152个,进行室内土壤农化分析、光谱测定,运用Par Les 3.1软件对光谱曲线进行多元散射校正(multipication scatter correction,MSC)、基线偏移(baseline offset correction,BOC)和Savitzky-Golay filter平滑去噪预处理。对土壤原始光谱反射率(raw spectral reflectance,R)作一阶微分(first order differential reflectance,D(R))和倒数的对数变换(inverse-lg reflectance,lg(1/R)),分析3种不同变换形式的光谱数据与土壤有机质含量的相关性,相关系数通过P=0.01水平显著性检验来确定显著性波段的范围。基于全波段(400—2400 nm)和显著性波段利用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分析方法建立该区域土壤有机质含量高光谱预测模型,通过模型精度评价指标:决定系数(coefficient of determination,R^2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和相对预测偏差(residual prediction deviation,PRD)确定最优模型。【结果】通过P=0.01水平显著性检验的波段范围为:R的400—1 800、1880—2 400 nm;D(R)的420—790、1 020—1 040、2 150—2 200 nm;lg(1/R)的400—1 830、1 860—2 400 nm。光谱与有机质含量的相关系数绝对值最大的波段是R的800 nm;D(R)的600 nm;lg(1/R)的760 nm。进行D(R)变换,光谱曲线的吸收特征更加明显,相关系数在可见光(400—800 nm)波段范围内有所增加,其最大值由0.72提高到了0.82;基于显著性波段的PLSR建模效果优于全波段,其中lg(1/R)变换的预测精度为最佳,具有很好的预测能力,其校正模型的R^2和RMSE分别为0.95、7.64,预测模型的R^2、RMSE和RPD分别为0.85、3.00、2.56;基于全波段的R-PLSR和lg(1/R)-PLSR模型具有较好的预测能力,其预测模型的R^2、RMSE和RPD分别为0.79、3.64、2.10和0.79、3.53、2.17,而D(R)-PLSR模型只能进行粗略估测,其预测模型的R^2、RMSE和RPD分别为0.61、5.43、1.41。综合分析全波段和显著性波段3种光谱数据的预测精度,发现基于显著性波段的R-PLSR、D(R)-PLSR、lg(1/R)-PLSR模型均取得了显著的预测效果。【结论】研究区土壤光谱反射率与土壤有机质含量具有高度的相关性,应用偏最小二乘回归分析方法可以很好地建立土壤有机质含量反演模型。 展开更多
关键词 煤矿区 复垦农田 土壤有机质 高光谱 偏最小二乘回归
下载PDF
基于可见/近红外漫反射光谱的土壤有机质含量估算方法研究 被引量:18
16
作者 岑益郎 宋韬 +1 位作者 何勇 鲍一丹 《浙江大学学报(农业与生命科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期300-306,共7页
为研究不同土壤颗粒粒径对可见/近红外光谱分析技术在土壤有机质含量快速检测应用中的影响,获取粒径为0.169-2 mm和〈0.169 mm的2种土壤样本(各53个)的可见/近红外光谱(325-1 075 nm),分别建立各自的主成分-反向传播神经网络(PCA-B... 为研究不同土壤颗粒粒径对可见/近红外光谱分析技术在土壤有机质含量快速检测应用中的影响,获取粒径为0.169-2 mm和〈0.169 mm的2种土壤样本(各53个)的可见/近红外光谱(325-1 075 nm),分别建立各自的主成分-反向传播神经网络(PCA-BPNN)、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘法(PLS)土壤有机质含量检测模型.结果表明:当土壤粒径为0.169-2 mm时,所建立模型的土壤有机质含量预测相关系数r均在0.84以上,且预测均方根误差(RMSEP)都在0.20以下;而当土壤粒径〈0.169 mm时,所建立模型的预测相关系数r均不超过0.71,而RMSEP都在0.23以上;对于相同粒径的土壤,PLS模型对土壤有机质含量的预测效果优于LS-SVM和PCA-BPNN模型.说明不同土壤颗粒粒径会显著影响可见/近红外光谱对于土壤有机质含量的预测结果. 展开更多
关键词 可见/近红外光谱 土壤有机质含量 土壤粒径 反向传播神经网络 最小二乘-支持向量机 偏最小二乘法
下载PDF
不同利用方式下土壤有机质和全磷的可见近红外高光谱反演 被引量:33
17
作者 薛利红 周鼎浩 +1 位作者 李颖 杨林章 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期993-1002,共10页
以太湖流域直湖港小流域稻田、桃园和菜地的土壤样本为研究对象,研究了不同光谱建模方法和土地利用方式对土壤有机质和全磷高光谱反演的影响。结果表明:(1)偏最小二乘回归分析(Partial least squarer egression,PLSR)模型的建模和预测... 以太湖流域直湖港小流域稻田、桃园和菜地的土壤样本为研究对象,研究了不同光谱建模方法和土地利用方式对土壤有机质和全磷高光谱反演的影响。结果表明:(1)偏最小二乘回归分析(Partial least squarer egression,PLSR)模型的建模和预测精度较高且稳定;人工神经网络中广义回归神经网络(Generalized regression neural network,GRNN)网络预测精度较高但易出现过拟合现象,反向传播神经网络(Back propagation neural network,BPNN)网络比较稳健但精度略低;偏最小二乘与人工神经网络相结合则可综合两者优点,改善复杂样本下的预测精度。(2)土壤有机质的光谱反演结果优于全磷。3种土地利用方式中,稻田的预测效果总体优于桃园和菜地。在当前研究区域内土地利用方式对土壤有机质光谱反演影响不大,但对全磷反演影响较大。今后利用光谱对土壤全磷反演时需分土地利用方式对模型进行校准。 展开更多
关键词 高光谱 偏最小二乘回归 人工神经网络 土壤有机质 土壤全磷 土地利用方式
下载PDF
可见-近红外光谱技术结合递归变量选择算法对土壤全氮与有机质含量测定研究 被引量:3
18
作者 贾生尧 唐旭 +2 位作者 杨祥龙 李光 张建明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2070-2075,共6页
应用可见-近红外光谱技术进行定量分析时,变量选择起着十分重要的作用。不同土壤样品之间的预测机制可能存在很大差异,当待测样品出现新的特征信息时,基于建模集选择的特征变量不一定能够很好地代表待测样品的有效信息,继续采用原有特... 应用可见-近红外光谱技术进行定量分析时,变量选择起着十分重要的作用。不同土壤样品之间的预测机制可能存在很大差异,当待测样品出现新的特征信息时,基于建模集选择的特征变量不一定能够很好地代表待测样品的有效信息,继续采用原有特征变量建模就易导致预测误差增大。该研究采用递归变量选择方法在预测过程中递归更新土壤全氮与有机质的特征变量,以保持预测模型的鲁棒性;比较了偏最小二乘法(PLS),递归偏最小二乘法(RPLS)和不同递归变量选择方法,如:变量投影重要性与RPLS相结合(VIP-RPLS),VIP-RPLS,无信息变量消除法与PLS相结合(UVE-PLS)对于土壤全氮与有机质含量的预测效果。所用195份土壤样品来自浙江省文成县8个乡镇的农田。土壤样品随机分成两部分,一部分作为建模集包含120份样品,另一部分作为预测集包含75份样品。结果表明:VIP-RPLS建立的模型对于预测土壤全氮与有机质含量取得了最优的结果,获得的决定系数(R2)分别为0.85与0.86,获得的预测相对分析误差(RPD)分别为2.6%与2.7%。说明VIP-RPLS通过不断更新模型的特征变量,能够捕获新加入到建模集样品的有效信息。相比于本研究中的其他方法,VIP-RPLS对于土壤全氮与有机质含量具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 土壤全氮 有机质 递归偏最小二乘 递归变量选择
下载PDF
基于野外Vis-NIR光谱的土壤有机质预测与制图 被引量:20
19
作者 郭燕 纪文君 +1 位作者 吴宏海 史舟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1135-1140,共6页
利用野外实时快速获取的土壤光谱进行土壤有机质(SOM)预测与制图是精确农业与土壤遥感制图的必然需要,利用ASD FieldSpec Pro FR野外型光谱仪实时快速获取的光谱数据,去除噪声较大的边缘波段后,进行倒数的对数转换(Log(1/R))为吸收光谱... 利用野外实时快速获取的土壤光谱进行土壤有机质(SOM)预测与制图是精确农业与土壤遥感制图的必然需要,利用ASD FieldSpec Pro FR野外型光谱仪实时快速获取的光谱数据,去除噪声较大的边缘波段后,进行倒数的对数转换(Log(1/R))为吸收光谱。在分析吸收光谱和光谱指数与SOM关系的基础上,采用偏最小二乘回归法进行SOM的建模预测并借助地统计学方法进行SOM空间变异制图研究。结果表明,建模效果好的指标分别为特征波段(R2=0.91,RPD=3.28),归一化光谱指数(R2=0.90,RPD=3.08),特征波段与3个光谱指数组合(R2=0.87,RPD=2.67),全波段(R2=0.95,RPD=4.36)。光谱指标的克里格制图与实测SOM制图表现出相同的空间变异趋势,不同的指标均达到了较好的预测效果。 展开更多
关键词 Vis-NIR光谱 野外型光谱仪 土壤有机质 预测与制图 偏最小二乘回归法(PLSR) 地统计
下载PDF
基于RBF组合模型的山地红壤有机质含量光谱估测 被引量:13
20
作者 谢文 赵小敏 +3 位作者 郭熙 叶英聪 孙小香 匡丽花 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期16-23,共8页
【目的】探讨组合模型在山地红壤有机质含量高光谱估算中应用的可行性,以期为土壤有机质含量估测提供基础数据和科学依据。【方法】基于山地红壤光谱的全波段(400~2 450 nm)研究范围,选择偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BP)和支持向... 【目的】探讨组合模型在山地红壤有机质含量高光谱估算中应用的可行性,以期为土壤有机质含量估测提供基础数据和科学依据。【方法】基于山地红壤光谱的全波段(400~2 450 nm)研究范围,选择偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BP)和支持向量机回归分析(SVMR)3种单一高光谱估测模型,分别获得预测结果,并重构预测结果数据,以绝对误差和最小为目标,计算固定权重与不固定权重两种组合模型的权重值,并基于径向基函数(RBF)神经网络法建立组合模型,探讨不同赋权方法与是否重构数据条件下的最优组合模型。通过均方根误差(RMSE)、预测偏差比(RPD)和决定系数(R2)评价山地红壤有机质含量的预测精度。【结果】单一预测模型中的SVMR估测精度最高,验证决定系数(R2)为0.64,均方根误差为9.76 g·kg-1,测定值标准差与标准预测误差的比值为1.67;在组合模型数据不重构的条件下,不定权组合模型要优于定权组合模型;在组合模型数据重构的条件下,定权组合模型要略优于不定权组合模型,估测精度相差不大;最优模型是数据重构定权组合模型,模型验证决定系数(R2)为0.87,均方根误差为7.91 g·kg-1,测定值标准差与标准预测误差的比值为2.06;组合模型验证精度优于单一模型,说明利用RBF组合模型估算山地红壤有机质含量是可行的。【结论】对山地红壤有机质含量的快速估测而言,单一模型具有操作简单、运算速度快等特点,因而具有较大应用价值,但组合模型能较大限度地利用各种预测样本信息,从而能有效减少应用单一模型时所受随机因素的影响,从而提高山地红壤有机质含量的估测精度。 展开更多
关键词 RBF组合模型 山地红壤 有机质 土壤光谱 偏最小二乘回归 BP神经网络 支持向量机回归
下载PDF
上一页 1 2 4 下一页 到第
使用帮助 返回顶部