以湖北省建始縣建業(yè)鎮(zhèn)行政區(qū)內(nèi)158個(gè)土壤樣品有機(jī)質(zhì)含量及其對(duì)應(yīng)反射率光譜為數(shù)據(jù)源,對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的光譜特征進(jìn)行分析。通過九點(diǎn)加權(quán)平均濾波對(duì)光譜曲線進(jìn)行噪聲去除,對(duì)噪聲去除后的反射率光譜進(jìn)行包絡(luò)線去除、倒數(shù)變換、對(duì)數(shù)變換、指數(shù)變換、一階微分等12種數(shù)學(xué)變換,然后將反射率光譜與土壤樣品有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)性分析,提取敏感波段,并基于包絡(luò)線去除提取敏感波段范圍內(nèi)的吸收深度、吸收高度、吸收高差、吸收谷面積、吸收位置等特征參數(shù),提取的特征參數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)性分析,最后將敏感波段作為入選變量進(jìn)行多元逐步回歸,建立土壤有機(jī)質(zhì)含量的擬合模型。結(jié)果表明,經(jīng)過倒數(shù)一階微分變換后反射率光譜對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)最為敏感;經(jīng)過相關(guān)性分析后得到兩個(gè)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)敏感的波段范圍分別是600～800 nm、2 185～2 223 nm;通過敏感波段包絡(luò)線去除的光譜曲線及光譜特征曲線的結(jié)果觀察到在2 133～2 268 nm有一個(gè)可能的吸收谷;在敏感波段范圍內(nèi)所提取的特征參數(shù)中對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量最為敏感的是吸收谷左面積;基于敏感波段的倒數(shù)一階微分變換的多元逐步回歸模型對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的擬合結(jié)果最好,決定系數(shù)R₂

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【部分圖文】：

圖1反射率光譜及其光譜吸收特征參數(shù)曲線

包絡(luò)線是指每條光譜曲線的外凸包曲線,去包絡(luò)線后的光譜曲線等于原始光譜曲線與包絡(luò)線的比重:ρ′=ρρcr(ρ′為去包絡(luò)線后的曲線;ρ為原始光譜曲線;ρcr為包絡(luò)線)。去包絡(luò)線后,那些峰值點(diǎn)的相對(duì)值均為1,非峰值點(diǎn)的值均<1,形成若干吸收谷,能夠突出反映光譜曲線的....

圖2原始反射率、反射率倒數(shù)一階與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性系數(shù)

通過對(duì)樣本有機(jī)質(zhì)含量與反射率光譜曲線(濾波、重采樣去除水汽吸收后的曲線)及其數(shù)學(xué)變換后的曲線進(jìn)行相關(guān)性分析,計(jì)算結(jié)果表明,光譜反射率與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)含量越高,土壤顏色越深,對(duì)于光譜的吸收增強(qiáng),反射減弱。除對(duì)倒數(shù)一階微分外其它的一階微分變換都能夠在一定程....

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