[发明专利]一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法

说明书

本发明公开了一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其以下步骤S1‑S8，本方案利用含盐土壤的高光谱信息推算土壤中全盐含量，可以用于区域土壤盐分的快速监测和诊断，用户只需要通过监测有限个样品土壤的全盐量、电导率和相应的土壤高光谱反射率信息，即可利用本方法建立该区域同类土壤的全盐量与高光谱吸收指数的关系，基于该回归关系式，用户可通过便携式地物高光谱仪快速地获取该区域同类土壤的高光谱信息，简单推求得到土壤全盐量。

技术领域

本发明涉及土壤成份测试技术领域，具体涉及一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法。

背景技术

我国有5亿亩盐碱土地，且分布广泛，合理利用盐渍化耕地、提升盐碱地开发治理与管控水平，对保障区域资源安全、粮食安全、生态安全具有重大战略意义。而土壤盐分信息监测和获取是合理制定土壤盐碱化改良措施的前提。传统田间采样及室内分析方法比较费时、费力，特别是对于深层土壤样品的采集和大范围快速测量更加不易，在土壤盐渍化大范围快速监测中受到限制。由于不同盐分含量的土壤表现出不同的光谱信息特征，而地物高光谱传感器能获取监测对象纳米级的连续光谱信息，因此可以通过对含盐土壤的高光谱定量监测和分析获取其盐分含量。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种可以对区域土壤盐分进行快速监测和诊断的利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种利用土壤高光谱反射率计算土壤全盐含量的方法，其包括以下步骤：

S1：在待测目标含盐土壤上选取若干测试点，在每个测试点上选取若干数据采集点，并采集每个数据采集点上的高光谱反射率；

S2：将每一个测试点上获得的若干高光谱反射率进行算术平均，绘制成一条高光谱反射曲线，即获得若干条高光谱反射曲线；

S3：采集每个测试点设定范围内的土样，并将其制备成标准土壤浸提液，测定标准土壤浸提液的电导率和全盐含量，建立电导率和全盐含量的关系式：

Salt＝αEC_1:5+β，

其中，EC_1:5为标准土壤浸提液的电导率(ds/m)，Salt为土壤全盐量(％)，α和β均为关系系数；

S4：对每条高光谱反射曲线进行去包络线处理，获得若干条高光谱吸收特征曲线，读取每条高光谱吸收特征曲线中的两个吸收波谷的波长分布范围；

S5：采用一元多次回归方程，拟合第i条高光谱吸收特征曲线的两个吸收波谷的曲线表达式；

S6：通过两个吸收波谷的曲线表达式，计算第i条高光谱反射曲线对应的第i个测试点土壤的高光谱吸收指数；

S7：重复步骤S5-S6，获得其余测试点土壤的高光谱吸收指数；

S8：利用所有测试点土壤的高光谱吸收指数建立土壤全盐量和高光谱吸收指数的回归关系式，计算待测目标含盐土壤的土壤全盐量。

进一步地，步骤S1包括：

S11：在待测目标含盐土壤上选取若干个测试点，并以每个测试点为中心建立若干个1m²的正方形测试区域，并选取测试区域内的四个角点和中心点作为五个采集点；

S12：利用便携式地物光谱仪对每一个采集点进行三次土壤高光谱反射率测量，得到15组高光谱反射率的测量数据；

进一步地，步骤S3包括：

S31：以每个测试点为中心的1m²正方形区域内，选择五个点个点进行土壤的采集，并将采集的五份土壤混合成一个采集土样；