基于优化光谱指数的土壤有机质含量估算

作     者：尼加提.卡斯木 茹克亚.萨吾提 师庆东 买合木提.巴拉提 米热阿地力.库尔班 苏比努尔.居来提 NIJAT Kasim;RUKEYA Sawut;SHI Qingdong;MAIHEMUTI Balati;MIREADILI Kuerban;SUBINUER Julaiti

作者机构：新疆大学干旱生态环境研究所乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2018年第49卷第11期

页      面：155-163页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 082802[工学-农业水土工程] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 070302[理学-分析化学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41762019 U1703237) 新疆大学博士科研启动基金项目(BS160232) 新疆大学大学生创新训练项目(201710755099) 

主　　题：土壤有机质 光谱分析 高光谱 优化光谱指数 

摘      要：为了寻求估算土壤有机质含量的最佳光谱参数,实现土壤养分无损监测,使用ASD Field-Spec3型高光谱仪对野外采集的土壤样品进行室内光谱测定,并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤样品有机质质量比;利用两波段优化算法对构建的新算法(SOMCI/ND)进行波段优化,筛选基于不同光谱数据(原始光谱反射率及其对应的4种数学变换)运算下的最敏感波段组合,从而建立土壤有机质质量比高光谱估算模型。结果表明:通过归一化光谱指数(IND)和概念指数(ICI)比值构建的新算法(SOMCI/ND)优化后与土壤有机质质量比之间的相关性显著提高,在光谱原始数据及其平方根、倒数变换形式下,相关系数绝对值达到0. 82,且敏感的组合波段集中在2 220~2 240 nm和2 160~2 195 nm。基于平方根波段优化的估算模型效果最佳,估算精度R2P为0. 84,RMSEP为2. 24 g/kg,RPD为2. 89。对光谱数据的适当数学变换有利于优化光谱指数,更好地估算土壤有机质质量比,进一步实现土壤有机质质量比的高精度动态监测。