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《农业工程学报》 2014年08期
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去除水分影响提高土壤有机质含量高光谱估测精度

陈红艳  赵庚星  张晓辉  王瑞燕  孙莉  陈敬春  
【摘要】: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。

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 郭斗斗;黄绍敏;张水清;聂胜委;;多种潮土有机质高光谱预测模型的对比分析[J];农业工程学报;2014年21期
2 司海青;姚艳敏;王德营;刘影;;含水率对土壤有机质含量高光谱估算的影响[J];农业工程学报;2015年09期
3 安德玉;赵庚星;常春艳;王卓然;张同瑞;李萍;贾吉超;;基于野外高光谱的黄河三角洲滨海盐渍土盐分含量估测研究[J];土壤通报;2015年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄敏;朱启兵;;基于SVD的苹果粉质化高光谱散射图像特征提取[J];光谱学与光谱分析;2011年03期
2 栾福明;张小雷;熊黑钢;张芳;王芳;;基于不同模型的土壤有机质含量高光谱反演比较分析[J];光谱学与光谱分析;2013年01期
3 安晓飞;李民赞;郑立华;刘玉萌;孙红;;土壤水分对近红外光谱实时检测土壤全氮的影响研究[J];光谱学与光谱分析;2013年03期
4 杨望灿;张培林;王怀光;陈彦龙;;基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取[J];轴承;2013年05期
5 陈斌;邹贤勇;朱文静;;PCA结合马氏距离法剔除近红外异常样品[J];江苏大学学报(自然科学版);2008年04期
6 赵学智;叶邦彦;陈统坚;;奇异值差分谱理论及其在车床主轴箱故障诊断中的应用[J];机械工程学报;2010年01期
7 姚艳敏;魏娜;唐鹏钦;李志斌;余强毅;许新国;陈佑启;何英彬;;黑土土壤水分高光谱特征及反演模型[J];农业工程学报;2011年08期
8 田永超;张娟娟;姚霞;曹卫星;朱艳;;基于近红外光声光谱的土壤有机质含量定量建模方法[J];农业工程学报;2012年01期
9 张娟娟;田永超;姚霞;曹卫星;马新明;朱艳;;基于近红外光谱的土壤全氮含量估算模型[J];农业工程学报;2012年12期
10 李民赞;郑立华;安晓飞;孙红;;土壤成分与特性参数光谱快速检测方法及传感技术[J];农业机械学报;2013年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭强;吴杰;桑睿;;一种低信噪比下有效的数字信号调制识别方法[J];电视技术;2011年17期
2 郭强;吴杰;桑睿;;一种低信噪比下PSK信号载波频率估计方法[J];电视技术;2012年07期
3 刘炜;常庆瑞;郭曼;邢东兴;员永生;;小波变换在土壤有机质含量可见/近红外光谱分析中的应用[J];干旱地区农业研究;2010年05期
4 汪善勤;舒宁;张海涛;;土壤全氮田间Vis/NIR光谱测定方法研究[J];光谱学与光谱分析;2008年04期
5 刘磊;沈润平;丁国香;;基于高光谱的土壤有机质含量估算研究[J];光谱学与光谱分析;2011年03期
6 黄敏;朱晓;朱启兵;冯朝丽;;基于高光谱图像的玉米种子特征提取与识别[J];光子学报;2012年07期
7 刘雪梅;柳建设;;基于LS-SVM建模方法近红外光谱检测土壤速效N和速效K的研究[J];光谱学与光谱分析;2012年11期
8 栾福明;张小雷;熊黑钢;张芳;王芳;;基于不同模型的土壤有机质含量高光谱反演比较分析[J];光谱学与光谱分析;2013年01期
9 彭杰;向红英;王家强;柳维扬;迟春明;牛建龙;;基于野外实测高光谱数据的干旱区耕作土壤含水量反演研究[J];干旱地区农业研究;2013年02期
10 杨望灿;张培林;王怀光;陈彦龙;;基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取[J];轴承;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘磊;沈润平;丁国香;;基于高光谱的土壤有机质含量估算研究[A];2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C];2009年
2 郝旺身;韩捷;董辛旻;孙俊杰;雷文平;;无先验知识的多频带诊断算法及其在煤矿减速机中应用研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
3 杨佑发;徐德建;李华新;;环境激励下建筑结构模态参数辨识方法的改进与应用[A];2014海峡两岸破坏科学与材料试验学术会议暨第十二届破坏科学研讨会/第十届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 颜辉;植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究[D];江苏大学;2010年
2 黄富荣;人体血液胆固醇、甘油三酯近红外光谱无试剂分析方法研究[D];暨南大学;2010年
3 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
4 樊景超;苹果果实病害近红外光谱信息获取与识别模型研究[D];中国农业科学院;2011年
5 刘波平;近红外光谱技术在多组分检测及模式识别中的应用研究[D];南京理工大学;2011年
6 石礼娟;基于可见光/近红外光谱的稻米质量快速无损检测研究[D];华中农业大学;2011年
7 杜红英;化学信息学新算法及在化学、生物与食品科学中的应用研究[D];兰州大学;2009年
8 张超;基于自适应振动信号处理的旋转机械故障诊断研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 张娟娟;土壤养分信息的光谱估测研究[D];南京农业大学;2009年
10 陈红艳;土壤主要养分含量的高光谱估测研究[D];山东农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈冬梅;基于流形学习的人脸特征提取算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 潘文超;基于高光谱遥感的棉田土壤含氮量监测模型研究[D];石河子大学;2009年
3 李文斌;基于多小波分析的滚动轴承故障诊断方法研究[D];北京工业大学;2011年
4 梁晓腾;高密度地震资料弱信号检测与去噪方法研究[D];中国石油大学;2011年
5 李鹏霞;基于偏最小二乘和支持向量机的生物分子的定量结构—活性/性质关系研究[D];西北师范大学;2011年
6 汪泊锦;基于高光谱散射图像的苹果粉质化特征提取与分类[D];江南大学;2012年
7 丁国香;基于神经网络的土壤有机质及全铁含量的高光谱反演研究[D];南京信息工程大学;2008年
8 李剑锋;基于近红外光谱漫反射技术检测鸡蛋新鲜度的研究[D];华中农业大学;2009年
9 陈刚;氟石粉液化建模中的特征选择方法研究[D];浙江大学;2010年
10 陈贻钊;基于高光谱信息的橡胶树叶片氮素营养快速检测技术研究[D];海南大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何挺;王静;程烨;林宗坚;;土壤氧化铁光谱特征研究[J];地理与地理信息科学;2006年02期
2 周萍;王润生;阎柏琨;杨苏明;王青华;;高光谱遥感土壤有机质信息提取研究[J];地理科学进展;2008年05期
3 彭杰;张杨珠;庞新安;王家强;;新疆南部土壤有机质含量的高光谱特征分析[J];干旱区地理;2010年05期
4 徐广通,袁洪福,陆婉珍;CCD近红外光谱谱图预处理方法研究[J];光谱学与光谱分析;2000年05期
5 郑咏梅,张铁强,张军,陈星旦,申铉国;平滑、导数、基线校正对近红外光谱PLS定量分析的影响研究[J];光谱学与光谱分析;2004年12期
6 郑光辉;周生路;吴绍华;;土壤砷含量高光谱估算模型研究[J];光谱学与光谱分析;2011年01期
7 刘磊;沈润平;丁国香;;基于高光谱的土壤有机质含量估算研究[J];光谱学与光谱分析;2011年03期
8 刘焕军;吴炳方;赵春江;赵云升;;光谱分辨率对黑土有机质预测模型的影响[J];光谱学与光谱分析;2012年03期
9 彭杰;向红英;周清;张杨珠;王家强;庞新安;;土壤氧化铁的高光谱响应研究[J];光谱学与光谱分析;2013年02期
10 李晓明;韩霁昌;李娟;;典型半干旱区土壤盐分高光谱特征反演[J];光谱学与光谱分析;2014年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何挺;土地质量高光谱遥感监测方法研究[D];武汉大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨爱霞;丁建丽;;新疆艾比湖湿地土壤有机碳含量的光谱测定方法对比[J];农业工程学报;2015年18期
2 王德彩;张俊辉;;基于Vis-NIR光谱的土壤质地BP神经网络预测[J];天津农业科学;2015年08期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁秀英;李小昱;;用多波长和LS-SVM补偿土壤温度的方法研究[J];传感技术学报;2011年08期
2 郭洋洋;张连蓬;王德高;马维维;;小波分析在植物叶绿素高光谱遥感反演中的应用[J];测绘通报;2010年08期
3 秦海勤;徐可君;隋育松;孟照国;;基于图像奇异值分解的滚动轴承故障模式识别[J];轴承;2010年06期
4 胡谋法;董文娟;王书宏;陈曾平;;奇异值分解带通滤波背景抑制和去噪[J];电子学报;2008年01期
5 于飞健,闵顺耕,巨晓棠,张福锁;近红外光谱法分析土壤中的有机质和氮素[J];分析试验室;2002年03期
6 刘炜;常庆瑞;郭曼;邢东兴;员永生;;小波变换在土壤有机质含量可见/近红外光谱分析中的应用[J];干旱地区农业研究;2010年05期
7 王多加,周向阳,金同铭,胡祥娜,钟娇娥,吴启堂;近红外光谱检测技术在农业和食品分析上的应用[J];光谱学与光谱分析;2004年04期
8 闵顺耕,李宁,张明祥;近红外光谱分析中异常值的判别与定量模型优化[J];光谱学与光谱分析;2004年10期
9 孙建英;李民赞;郑立华;胡永光;张喜杰;;基于近红外光谱的北方潮土土壤参数实时分析[J];光谱学与光谱分析;2006年03期
10 鲍一丹;何勇;方慧;Annia Garcia Pereira;;土壤的光谱特征及氮含量的预测研究[J];光谱学与光谱分析;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周清;土壤有机质含量高光谱预测模型及其差异性研究[D];浙江大学;2004年
2 何挺;土地质量高光谱遥感监测方法研究[D];武汉大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 詹志明,冯兆东;区域遥感土壤水分模型的方法初探[J];水土保持研究;2002年03期
2 吕军杰,姚宇卿,王育红,王海洋,张宪初;不同耕作方式对坡耕地土壤水分的影响[J];中国农业气象;2002年03期
3 马孝义,马建仓,李新平,韩克敏;土壤水分电磁测量方法的研究进展[J];干旱地区农业研究;2002年02期
4 刘建军,陈燕华,李毅;膜孔灌溉条件下土壤水分空间分布特性研究及应用[J];节水灌溉;2002年04期
5 黄奕龙,陈利顶,傅伯杰,黄志霖,贵立德,吴祥林;黄土丘陵小流域地形和土地利用对土壤水分时空格局的影响[J];第四纪研究;2003年03期
6 李红,周连第,张有山;京郊平原区粮田土壤水分垂直变异性的半方差表征[J];华北农学报;2003年01期
7 刘洪斌,武伟,魏朝富,谢德体;土壤水分预测神经网络模型和时间序列模型比较研究[J];农业工程学报;2003年04期
8 刘志明,张柏,晏明,李铁强;土壤水分与干旱遥感研究的进展与趋势[J];地球科学进展;2003年04期
9 张恒明,黄毅;用三次样条插值函数描述土壤水分特性[J];水土保持科技情报;2003年01期
10 李洪建,王孟本,柴宝峰;黄土高原土壤水分变化的时空特征分析[J];应用生态学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛龙琴;冶林茂;陈海波;;河南省自动土壤水分观测网的建设和应用[A];第26届中国气象学会年会第三届气象综合探测技术研讨会分会场论文集[C];2009年
2 薛龙琴;冶林茂;陈海波;师丽魁;;河南省自动土壤水分资料与人工观测资料对比分析[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年
3 除多;次仁多吉;边巴次仁;王彩云;;西藏中部土壤水分遥感监测方法研究[A];第27届中国气象学会年会干旱半干旱区地气相互作用分会场论文集[C];2010年
4 姚付启;蔡焕杰;张振华;;烟台苹果园表层土壤水分与深层土壤水分转换关系研究[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(下)[C];2010年
5 石庆兰;王一鸣;冯磊;;土壤水分测量中相位差检测算法的实验与研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
6 巫丽君;潘建梅;魏爱明;王秀琴;;自动土壤水分观测数据异常原因浅析[A];“推进气象科技创新,提高防灾减灾和应对气候变化能力”——江苏省气象学会第七届学术交流会论文集[C];2011年
7 杨海鹰;冶林茂;陈海波;;土壤水分研究进展[A];第28届中国气象学会年会——S11气象与现代农业[C];2011年
8 黄奕龙;傅伯杰;陈利顶;;黄土丘陵坡地土壤水分时空变化特征[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年
9 陈怀亮;徐祥德;刘玉洁;厉王昇;邹春辉;翁永辉;;基于遥感和区域气候模式的土壤水分预报方法研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(上册)[C];2004年
10 曹新久;景元书;叶树春;;土壤水分数据库日常管理系统的初步研制[A];第三届湖北省科技论坛气象分论坛暨2005年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王一;土壤水分快速测量技术获突破[N];科技日报;2003年
2 记者 宛霞 通讯员 赵志强;中国气象局将加强土壤水分观测[N];中国气象报;2009年
3 记者 王建忠;我国将布设1500套自动土壤水分观测仪[N];中国气象报;2009年
4 记者 田宜龙;我省建成55个土壤水分自动观测站[N];河南日报;2009年
5 实习记者 王宝军 通讯员 赵志强;全国建成76个自动土壤水分观测站[N];中国气象报;2009年
6 张芳 仲维健;江苏启动土壤水分自动观测网建设[N];中国气象报;2009年
7 记者 刘剑英;我省首个自动土壤水分观测站大名投用[N];河北日报;2009年
8 邢开成 胡佳军;河北邯郸首个自动土壤水分观测站投入使用[N];粮油市场报;2009年
9 班胜林;山西引进新型土壤水分观测仪[N];中国气象报;2010年
10 记者 田宜龙;66个自动土壤水分观测站建成[N];河南日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王改改;丘陵山地土壤水分时空变化及其模拟[D];西南大学;2009年
2 刘伟;植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
3 王安琪;大尺度被动微波辐射计土壤水分降尺度方法研究[D];首都师范大学;2013年
4 杨开宝;黄土丘陵区不同农业技术措施的土壤水分效应研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 赵燕东;土壤水分快速测量方法及其应用技术研究[D];中国农业大学;2002年
6 吴元芝;黄土区土壤水分对典型植物有效性的研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
7 韩桂红;干旱区盐渍地极化雷达土壤水分反演研究[D];新疆大学;2013年
8 贾志峰;土壤水的监测技术方法与运移规律研究[D];长安大学;2014年
9 赵培培;黄土高原小流域典型坝地土壤水分和泥沙空间分布特征[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
10 胡良军;黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D];西北农林科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李金香;裸露随机地表土壤水分遥感反演及其空间特征分析[D];新疆大学;2011年
2 阿尔达克;基于双谱散射模型的裸露地表土壤水分反演研究[D];新疆大学;2011年
3 李笑吟;晋西黄土区土壤水分时空变化规律研究[D];北京林业大学;2006年
4 李友;冀西北坝上地区主要农作物抗旱成苗的土壤水分指标研究[D];河北农业大学;2012年
5 林坤;黄土丘陵区小流域土壤水分状态与空间模拟[D];西北农林科技大学;2012年
6 唐洋;基于高频电场的土壤水分传感器研究[D];西南大学;2010年
7 白天路;基于遥感和地面实测水分数据的小流域土壤水分模拟[D];西北大学;2010年
8 赵梅;黄土区土石混合土壤水分有效性研究[D];西北农林科技大学;2010年
9 魏珍;基于Landsat ETM遥感数据的大柳塔煤炭开发区土壤水分信息提取[D];长安大学;2010年
10 冯磊;基于驻波率原理的土壤水分测量技术的研究[D];中国农业大学;2005年
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