植物营养与肥料学报2014,206）：1545-1552 Jourmal of Plant Nutrition and Fertilizer
doi: 10. 11674/zwyf. 2014. 0625
黄河三角洲土壤有机质含量的高光谱反演
韩兆迎'，朱西存1,2*，刘庆3，房贤一，王卓远
（1山东农业大学资源与环境学院，山东泰安271018；2土肥资源高效利用国家工程实验室，山东泰安271018；
3山东省黄河三角洲生态环境重点实验室（滨州学院），山东滨州256603）
摘要：【目的土壤有机质SOM)具有改良土结构、促进团粒结构形成、增加土壤疏松性、改善土壤通气性和透水性以及促进植物生长发育的作用。传统测定土壤有机质的方法，虽然精度高，但是实时性差。本文通过对土壤高光谱数据进行变换和分析，筛选出与土壤有机质含量相关性高的敏感波长，构建能够实时、快速反演黄河三角洲土壤有机质含量的数学统计模型。【方法]60个土壤样品采于黄河三角州。利用ASDFieldspec3光谱仪，在室内环境下对黄河三角洲不同有机质含量的风干土壤样本进行了光谱测量，利用化学方法测定了土壤的有机质含量。在对土壤样品高光谱反射率进行去包络线处理的基础上，与土壤有机质含量进行相关分析，筛选感波长；运用主成分回归分析、多元线性回归分析、二次多项式逐步回归分析和支持向量机回归分析方法，分别建立了有机质含量的反演模型。【结果]确定了估测土壤有机质含量的敏感波长，建立了能够快速反演黄河三角洲土壤有机质含量的数学统计模型。从土壤光谱反射率曲线可以看出在1400nm、
、1900nm和2200nm等波段附近有十分明显的水分
吸收谷。经对比相关性可以看出，去包络线的数据处理方法明显提高了光谱反射率与土壤有机质之间的相关性。 1278nm、1307nm、1314nm、1322nm、1328nm、1334nm、1343nm7个相关性较高的波长作为估测土壤有机质含
量的披感波长。基于主成分回归分析、多元线性回归分析
法，分别构建了反演有机质含量的模型的决定系数最大.达到了0.837.为
可提高光谱反射率与土壤有机质之间的相关性，确定的1278
二次多项式逐步回归分析和支持向量机回归分析方
型校正集的决定系数达到了0.865，验证集反演模型。【结论]法包络线的数据处理方法、1314 nm、1322 nm,1328 nm、1334 nm.
1343nm7个波长是估测黄河三角洲土壤有机质含量的敏感波长。由于二次多项式逐步回归模型校证集的决定系数最高、均方根误差最小，其拟合效果最好。因此二次多项式逐步回归模型对反演黄河三角洲土壤有机质含量是最佳的。
关键词：有机质；包络线；高光谱；黄河三角洲
中图分类号：S153.6*21；0433.5
文献标识码：A
文章编号：1008-505X[2014 J061545-08
Hyperspectralinversionmodelsforsoilorganicmattercontent
intheYellowRiverDelta
HAN Zhao-ying' , ZHU Xi-cun'- , LIU Qing , FANG Xian-yi' , WANG Zhuo-yuan
[ I College of Resources and Enrironmen, Shandong Agriculaural Unirersity, Tai" an, Shandong 271018, Chind ; 2 National Engineering Laboratory for Eficienr Utilization of Soil and Fertilizer, Tai' an, Shandong 271018, China; 3 Shandong Prorincial Key Laboratory of Eco-Enaironmenfal Science for Yellow Rieer Deltd( Binzhot Unizersity ),
Binzhou, Shandong 256603, China J
Abstract: [ Objectives JSoil organic matter ( SOM ) can improve soil structure, promote formation of granular structure, increase soil loose, improve soil air permeability and water permeability, and promote plant growth and development. Although the traditional method is acurate in determination of SOM, it cannot provide real-time measurement. The sensitive wavelengths high correlated with the SOM content are screened to build a quick statistic
收稿日期：2013-11-16
接受日期：2014-08-01
基金项目：国家自然科学基金（41271369）；山东省自然科学基金（ZR2012DM007)；山东省黄河三角洲生态环境重点实验室开放基金
（2010KFJ01)；山东农业大学青年科技创新基金(23731);山东农业大学博士后基金(89841)资助。
作者简介：韩兆迎1990—），男.山东聊城人，士研究生，主要从事农业高光谱通感方面的研究。E-mail：HAN20095759@163.com
+ 通信作者 Tel; 05388242250, E-mail; zxc@ sdau. edu. cn