广西喀斯特地区土壤Ca含量高光谱反演研究

作     者：倪隆康 何文 顾大形 NI Long-kang;HE Wen;GU Da-xing

作者机构：长江大学园艺园林学院湖北荆州434025 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室/广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西桂林541006 

出 版 物：《江西农业大学学报》 (Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis)

年 卷 期：2020年第42卷第1期

页      面：203-212页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室项目(17-259-23,18-A-02-01,19-050-6) 国家自然科学基金项目(41401211,41830648) 广西植物研究所基本业务费项目(桂植业18015,桂植业18005) 广西科技重大专项(桂科AA17204087-9-1)~~ 

主　　题：喀斯特 高光谱反演 光谱指数 土壤钙含量 

摘      要：【目的】土壤是植物生长所需的必要因子,岩溶区高浓度的土壤Ca含量则影响着当地植物的生长发育。研究基于高光谱反演技术为岩溶区土壤Ca含量的快速测量提供参考。【方法】利用广西典型喀斯特区土壤为研究对象,开展土壤反射率光谱与室内理化分析同步测量。在土壤原始光谱反射率的基础上,进一步对土壤光谱进行一阶导数和包络线去除处理,并利用光谱指数法和主成分回归分析法进行土壤Ca的反演研究。【结果】岩溶区土壤钙含量与土壤光谱之间具有非常高的相关性,在600 nm和2300 nm附近出现较高的峰值,且经过一阶导数和包络线去除处理后的土壤光谱反演效果要明显优于原始光谱。其中,一阶导数处理的指数模型RSI(607 nm,2370 nm)的R2达到0.67,均方根误差为26.34,反演效果最好;包络线去除处理的NDSI(599 nm,601 nm)的R2为0.57,均方根误差为18.24;原始光谱的NDSI(603 nm,604 nm)的R2为0.57,均方根误差为27.94。主成分回归分析的R2为0.57,均方根误差11.92,也具备较好的反演能力。【结论】指数反演中RSI指数具有波段指示意义明确,反演精度高等优点,而主成分回归分析的精度高,分析快,但无法筛选敏感波段。该研究结果证明了高光谱手段反演岩溶区土壤Ca含量的可行性,并为快速获取岩溶区土壤Ca含量的相关研究提供了指导意义。