[发明专利]利用中红外光谱快速检测土壤的稳定碳同位素比值的方法

摘要

本发明提供一种利用中红外光谱快速检测土壤的稳定碳同位素比值的方法，包括如下步骤：1)测得多个定标土壤样品的稳定碳同位素比值；2)采集定标土壤样品的中红外波段的漫反射谱图，得到原始谱图；3)将原始谱图进行平滑预处理，得到处理后谱图；4)采用支持向量机建立定标土壤样品的处理后谱图与稳定碳同位素比值间的定量关系模型；5)采集待测土壤样品的中红外波段的漫反射谱图，根据定量关系模型计算待测土壤样品的稳定碳同位素比值。通过该方法可以快速、准确、简便、低价的测定土壤δ13C值。

主权项

1.一种利用中红外光谱快速检测土壤的稳定碳同位素比值的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)测得多个定标土壤样品的稳定碳同位素比值；2)采集定标土壤样品的中红外波段的漫反射谱图，得到原始谱图；3)将原始谱图进行平滑预处理，得到处理后谱图；4)采用支持向量机建立定标土壤样品的处理后谱图与稳定碳同位素比值间的定量关系模型；5)采集待测土壤样品的中红外波段的漫反射谱图，根据定量关系模型计算待测土壤样品的稳定碳同位素比值；其中，步骤4)中，建立所述定量关系模型的具体步骤包括：用SPXY法分别将光谱信息和所述稳定碳同位素比值划分为校正集和验证集，采用RBF核函数进行支持向量机计算，利用网络搜寻法并通过5折交叉验证法确定最佳的核函数参数g和惩罚参数c，用所述校正集的所述光谱信息为自变量，以所述稳定碳同位素比值为因变量，建立回归模型，并利用所述验证集检验校正模型的精度；所述校正集和所述验证集的样本数的比例为3：1；利用所述网络搜寻法并通过留多交叉验证法确定最佳所述核函数参数g和所述惩罚参数c的步骤包括：让所述惩罚参数c和所述核函数参数g在2‑10到210之间离散取值；对于取定的所述核函数参数g和所述惩罚参数c，将所述校正集作为原始数据并利用5折留多交叉验证选取使所述校正集验证均方误差最小的所述核函数参数g和所述惩罚参数c；当使所述校正集验证均方误差最小的所述核函数参数g和所述惩罚参数c有多组，则选取所述惩罚参数c最小的一组作为最佳参数；当选取所述惩罚参数c最小，对应有多组核函数参数g，则选取搜索到的第一组所述核函数参数g和所述惩罚参数c作为最佳参数；用所述验证集检验所述校正模型的精度的具体步骤包括：用预测相关系数、预测均方根误差、预测相对分析误差三个参数对校正模型进行评价。