[发明专利]基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法

权利要求书

1.一种基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，所述基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法包括：

根据土壤样本光谱信号与噪声在频域中的分布设置降噪频率，根据降噪频率对土壤样本光谱信号进行光谱降噪处理，得到降噪后的土壤样本光谱；

对于降噪后的土壤样本光谱，选取两个不同土壤含水率的土壤样本光谱，进行高光谱反演特征比较分析，得到样本光谱土壤含水率对土壤光谱的影响特征；

结合小波能量系数与PLSR对土壤样本光谱与土壤的有机质含量及水稳团聚体含量之间的相关关系进行分析，得到样本光谱土壤颗粒大小对土壤光谱的影响特征；

结合小波能量系数与偏最小二乘回归方法对有机质含量进行预测，得到土壤有机质含量光谱预测结果；

其中，所述结合小波能量系数与PLSR对土壤样本光谱与土壤的有机质含量及水稳团聚体含量之间的相关关系进行分析，得到样本光谱土壤颗粒大小对土壤光谱的影响特征，包括：

结合小波能量系数与PLSR对土壤样本光谱与土壤的有机质含量及水稳团聚体含量之间的相关关系进行分析，相关系数运用皮尔逊相关方程进行求解，并用均方根误差进行模型精度评价，得到样本光谱土壤颗粒大小对土壤光谱的影响特征；

所述皮尔逊相关方程如下所示：

其中，N代表样本个数，X₀代表实测值，X_m代表模拟值；

所述结合小波能量系数与偏最小二乘回归方法对有机质含量进行预测，得到土壤有机质含量光谱预测结果，包括：

对采集的土壤样品进行多重聚类分析，筛选有机质含量变化明显的土壤样品；

对有机质含量变化明显的土壤样品结合小波能量系数与偏最小二乘回归方法对有机质含量进行预测，得到土壤有机质含量光谱预测结果；

所述对有机质含量变化明显的土壤样品结合小波能量系数与偏最小二乘回归方法对有机质含量进行预测，得到土壤有机质含量光谱预测结果，包括：依据以下回归方程进行预测：

方程中y代表有机质含量，x小波能量系数，n代表第n个波段范围，k代表第n个波段范围内选取的与有机质含量相关系数最高的小波能量系数，a,b,...t代表PLSR回归方程中的回归系数。

2.根据权利要求1所述的基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，所述根据土壤样本光谱信号与噪声在频域中的分布设置降噪频率，根据降噪频率对土壤样本光谱信号进行光谱降噪处理，得到降噪后的土壤样本光谱，包括：

根据信号与噪声在频域中的分布，综合考虑降噪与保留有效信息之间的平衡设置降噪频率，根据降噪频率对土壤样本光谱信号进行光谱降噪处理，得到降噪后的土壤样本光谱。

3.根据权利要求2所述的基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，所述降噪频率包括0.1HZ、0.05HZ、0.01HZ和0.005HZ。

4.根据权利要求3所述的基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，所述降噪频率为0.01HZ。

5.根据权利要求1所述的基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，对于降噪后的土壤样本光谱，选取两个不同土壤含水率的土壤样本光谱，进行高光谱反演特征比较分析，得到样本光谱土壤含水率对土壤光谱的影响特征，包括：

对于所述降噪后的土壤样本光谱，选取10％和20％两个不同土壤含水率的土壤样本光谱，进行高光谱反演特征比较分析，得到样本光谱土壤含水率对土壤光谱的影响特征。

6.根据权利要求5所述的基于消落带土壤重金属的土壤参数高光谱反演方法，其特征在于，所述样本光谱土壤含水率对土壤光谱的影响特征，包括：当土壤的含水率增加时，土壤的反射率下降。