收藏本站
《农业工程学报》 2014年08期
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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。

知网文化
【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2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
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
【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 朱元骏;王云强;邵明安;;利用土壤表面灰度值反演表层土壤含水率[J];中国科学:地球科学;2010年12期
2 李忠武,蔡强国,曾光明,朱远达;基于GIS的黄土丘陵沟壑区土壤水分模型研究[J];水利学报;2004年03期
3 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
4 江晓波,李爱农,周万村;3S一体化技术支持下的西南地区冬小麦估产——以安宁河谷四县为例[J];地理研究;2002年05期
5 刘永学,孙利华,景丰;粮食产量动态模型的建立与修正[J];农业系统科学与综合研究;1996年03期
6 袁勘省,许五弟,杨联安,杨瑾,樊正棠;土壤侵蚀的能量力学模型研究[J];地理学与国土研究;1999年04期
7 黄炎和,林敬兰,陈明华,周伏建;福建省土壤侵蚀动态监测模型的初步研究[J];福建农业学报;2000年04期
8 顾寄南;工厂化农业生产系统的计算机仿真[J];应用科学学报;2002年01期
9 罗国安,姚政,徐四新;精准养分管理的应用效果研究[J];农业网络信息;2004年S1期
10 刘如清,谢良伍,肖时运,欧细满,夏海鳌,黄铁平;柑桔平衡施肥技术研究[J];湖南农业科学;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘剑君;吕雄杰;;高光谱土壤水分含量遥感(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
2 马为民;胡维银;;论建立土壤侵蚀模型在水保方案编制中的作用[A];水土保持依法行政的理论与方法——中国水土保持学会预防监督专业委员会第六次会议暨学术研讨会论文集[C];2006年
3 刘乐中;;杉木人工林皆伐前后土壤呼吸动态[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
4 苏高利;秦钟;于强;;基于最小二乘支持向量机的农田水汽通量建模[A];首届长三角科技论坛——气象科技发展论坛论文集[C];2004年
5 姚玉增;巩恩普;姚志宏;王燕;;铁岭地区泥沙输移规律及供给模式研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
6 蔺文静;;华北平原区域蒸发蒸腾的遥感估算[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
7 岳耀杰;高路;张峰;赵金涛;;基于地面实测的土壤风蚀遥感定量反演研究——以毛乌素沙地榆阳沙区为例[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
8 朱大威;黄耀;金之庆;;基于模型和GIS的区域有机肥氮素管理研究[A];全国农业气象与生态环境学术年会论文集[C];2006年
9 于杰;曹江源;;浅谈“ 3S”技术在水土保持工作中的应用[A];全国第一届水土保持监测学术研讨会论文集[C];2001年
10 李春强;李红军;;河北省冬小麦春季干旱遥感监测研究[A];农业生态与卫星遥感应用技术学术交流会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 林莉君;王鹏新:描绘遥感测旱全新图景[N];科技日报;2009年
2 记者 魏东 通讯员 贾曦 王祥峰;山东省农科院专家深入一线指导科学抗旱[N];科技日报;2009年
3 记者 张兆军;遥感预报农情成为省政府的千里眼[N];科技日报;2000年
4 本报记者 王晓平 通讯员 孙太;引进高新技术服务黄河水保[N];中国水利报;2002年
5 杨敏华 胡慧敏;迎来农业遥感的春天[N];中国测绘报;2001年
6 冯仲科熊妮娜 董斌 蔡华利;GIS在农林领域的应用前景[N];中国测绘报;2008年
7 本报记者 张海泳 本报通讯员 康劲;窖中有水心不慌[N];甘肃日报;2010年
8 李德新;遥感技术给农业装上“千里眼”[N];江苏经济报;2004年
9 王京 紫晓;资源卫星与农业[N];中国教育报;2000年
10 谭英 潘学标;精准农业:现代种田方式[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘振波;遥感技术支持下东亚飞蝗发生与土壤水分含量关系研究[D];南京师范大学;2005年
2 周月敏;面向小流域管理的水土保持遥感监测方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
3 陈长青;红壤区农林复合系统分析与评价[D];南京农业大学;2005年
4 王秀珍;水稻生物物理与生物化学参数的光谱遥感估算模型研究[D];浙江大学;2001年
5 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
6 李智广;区域土壤侵蚀遥感定量监测技术研究[D];西北农林科技大学;2001年
7 周为峰;基于遥感和GIS的区域土壤侵蚀调查研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
8 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
9 王萍;遥感土地利用/土地覆盖变化信息提取的决策树方法[D];山东科技大学;2004年
10 邓良伟;猪场废水处理新工艺研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蓝士斌;基于遥感与GIS的水土保持应用研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
2 杨洲;金堂县云合镇景观格局及水土流失风险性评估研究[D];四川农业大学;2006年
3 谢建波;低压地下滴灌土壤水分运动规律与数值模拟研究[D];西北农林科技大学;2006年
4 谭永红;初始水分含量对红壤硝态氮运移影响的实验研究[D];湖南师范大学;2007年
5 李满亮;带状留茬间作防风蚀效果的风洞试验研究[D];内蒙古农业大学;2008年
6 缪驰远;WEPP模型在紫色土地区的应用及与USLE的对比研究[D];西南农业大学;2005年
7 邢文渊;基于MODIS影像数据反演干旱区土壤湿度方法研究[D];新疆大学;2006年
8 董艳慧;河北山前平原土壤水资源计算模型与方法研究[D];河北农业大学;2007年
9 李云乐;农田条件下麦秸的生物分解过程及分析[D];中国农业大学;2005年
10 刘丽娟;嫩江荒漠化土地遥感定量评价研究[D];东北林业大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026