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《华中农业大学》 2010年
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基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究

李硕  
【摘要】: 利用可见近红夕卜h(Vis/NIR)光谱测定技术快速无损地对土壤进行定量分析,是一种被广泛应用的行之有效的方法。大量研究表明土壤有机碳、水分、全氮等属性与光谱之间存在着较强的线性相关性。而野外原位测量受各种环境因素的影响,在一定程度上削弱了这种线性相关性。因此通常在实验室内对经过干燥、磨样处理的土壤进行光谱测量,以消除水分、质地和土壤类型等因素的影响。对于不同粒径导致预测模型精度的影响,目前的研究成果只给出了定性的结果。但是为何会导致差异以及对差异原因的定量解释,还未见诸于相关研究文献。 本研究利用偏最小二乘回归(PLSR)考察了粒径对土壤全氮、有机碳含量Vis/NIR光谱预测模型的影响。将采自湖北潜江市后湖农场流塘分场的32个土壤样品制备成0.85~0.25mm、0.25~0.18mm、0.18~0.15mm和0.15mm四种粒径土样,使用USB4000和NIR256-2.5地物光谱仪测量土样的Vis/NIR光谱,对原始光谱进行截取、重采样、SG平滑、一阶导等预处理后,建立了不同粒径下土壤全氮、有机碳的PLSR光谱预测模型,并对模型进行检验。通过VIP图考察了不同粒径下各波段对所建校正模型的影响程度,来挖掘不同粒径导致的具体差异。研究得出以下结论: (1)粒径对土壤光谱反射率有明显影响。随着粒径的减小同时土壤光谱反射率逐渐增大,通过去包络处理发现0.15mm粒径土样反射光谱的特征吸收深度较之其他粒径最低,而其余粒径间未有显著差异。 (2)土壤光谱反射率与全氮、有机碳含量之间存在良好的相关性。粒径范围0.18-0.15mm的土壤样品对于全氮的预测效果较佳,粒径范围0.85-0.25mm的土壤样品对于有机碳的预测效果较佳,预测值与实际值之间的验证决定系数Rvcl2,分别达到0.806和0.803。 (3)粒径对土壤全氮和有机碳的定量预测有明显影响。原因是不同粒径下的光谱反射率各波段对于模型的重要性不完全相同,导致对土壤属性预测的特征波段位置不同,所以有针对地制样可以获得更准确的预测结果。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S153

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
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5 马文涛;;参数优化LSSVM的巷道围岩松动圈预测研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 梁德成;王德吉;邱道尹;栗卫军;;卷烟焦油预测研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
7 徐学东;;既有铁路混凝土桥梁疲劳寿命预测及可靠性分析[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
8 任振球;;特大自然灾害预测研究的新思维、新方法[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
9 祝煜;梁雪春;肖迪;;基于动态聚类RBF网络的小企业信贷预测研究[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
10 门可佩;;青藏高原北部地区7级强震的有序网络特征及其预测研究[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
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5 范志鹏;刘家峡库区船舶碰撞危险的预测研究[D];大连海事大学;2005年
6 刘浩;基于生态足迹模型的广州市生态可持续发展定量分析评价及预测研究[D];华南师范大学;2007年
7 王秀;基于灰色理论和神经网络的道路交通事故预测研究[D];山东科技大学;2007年
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9 龙宇;西安市住宅需求预测研究[D];西安科技大学;2009年
10 贾健;基于混沌相空间重构的轧机故障诊断预测研究[D];燕山大学;2010年
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