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基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410152042.7

申請日:

2014.04.15

公開號:

CN103954567A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

終止

有效性:

無權

法律詳情: 未繳年費專利權終止IPC(主分類):G01N 21/31申請日:20140415授權公告日:20161207終止日期:20170415|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01N 21/31申請日:20140415|||公開
IPC分類號: G01N21/31 主分類號: G01N21/31
申請人: 塔里木大學
發明人: 彭杰; 卜東升; 向紅英; 王家強; 柳維揚; 遲春明; 牛建龍
地址: 843301 新疆維吾爾自治區阿拉爾市塔里木大道東1487
優先權:
專利代理機構: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246 代理人: 龔燮英
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410152042.7

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.05.04|||2016.12.07|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

專利權的終止|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其包括以下步驟:(1)采集土樣并進行處理;(2)對土樣進行含鹽量測試;(3)對土樣進行光譜測試并得出土樣的實際反射光譜數據;(4)進行光譜數據處理及吸收特征參數提取;(5)處理光譜指數;(6)進行模型構建與精度評價。本發明基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法操作步驟簡單、合理,成本低,能夠有效反映土壤鹽漬化的真實狀況,為耕作土壤的鹽漬化評價、改良、治理、種植結構調整的決策依據提供新的獲取途徑,適于推廣與應用。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于,包括以下步驟: 
(1)土樣的采集與處理 
根據代表性、典型性和集中性原則選取合適的采樣區域采集土樣,再將土樣帶回實驗室,清除非土壤成分物質后自然風干,將風干后的樣品經研磨過篩,以為后續進行光譜測試和鹽分含量的測定做準備; 
(2)土樣的含鹽量測試 
將上述步驟(1)處理后的土樣采用殘渣烘干法對土樣的含鹽量進行測定; 
(3)土樣的光譜測試 
將上述步驟(2)中測試后的土樣放在一個能控制光照條件的暗室內,采用光譜儀進行土壤測試,其中,測試之前先進行白板校正,每個土樣采集多條光譜曲線,通過算術平均后得出該土樣的實際反射光譜數據; 
(4)光譜數據處理及吸收特征參數提取 
將上述步驟(3)中測試后的土樣首先去除每個土樣的光譜曲線噪聲較大的邊緣波段350~399nm、2400~2500nm;然后采用小波去噪法對土壤光譜進行濾波去噪和數據變換,數據變換包括一階微分處理和連續統去除處理;接著通過連續統去除處理后,提取出吸收峰總面積、最大吸收深度以及面積歸一化最大吸收深度; 
(5)光譜指數的處理 
經上述步驟(4)后,再根據相關性分析結果,選擇連續統去除的波段構建連續統去除歸一化指數、連續統去除差值指數、連續統去除比值指數;選擇連續統去除一階微分的波段構建連續統去除一階微分歸一化指數、連續統去除一階微分差值指數、連續統去除一階微分比值指數; 
(6)模型構建與精度評價 
經上述步驟(5)后,先采用偏最小二乘回歸的方法建模,然后采用交叉驗證法進行模型驗證,接著對模型的精度進行合理評價,以得出模型的預測能力。 

2.  如權利要求1所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于:所述步驟(6)中模型的精度采用以下指標來評價,具體包括建模決定系數RC2、交叉驗證決定系數RCV2、預測決定系數RP2、相對分析誤差RPD和均方根誤差RMSE。 

3.  如權利要求2所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于:所述均方根誤差RMSE分為建模均方根誤差RMSEC、交叉驗證均方根誤差RMSECV和預測均方根誤差RMSEP;所述建模決定系數RC2、預測決定系數RP2、相對分析誤差RPD越大,所述建模均方根誤差RMSEC、交叉驗證均方根誤差RMSECV和預測均方根誤差RMSEP越小,說明模型建模、預測的精度越高,反之,則說明模型建模、預測的精度越低。 

4.  如權利要求1所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于,所述步驟(5)中的光譜指數是指某些特定波段的光譜值的組合; 
所述選擇連續統去除的波段是選擇連續統去除的673nm、755nm波段; 
所述選擇連續統去除一階微分的波段是選擇連續統去除一階微分658nm、678nm波段; 
所述連續統去除歸一化指數定義為NICR,其計算公式為: 

所述連續統去除差值指數定義為DICR,其計算公式為: 
DICR=R755-R673; 
所述連續統去除比值指數定義為RICR,其計算公式為: 

所述連續統去除一階微分歸一化指數定義為NIFDCR,其計算公式為:
所述連續統去除一階微分差值指數定義為DIFDCR,其計算公式 為: 
DIFDCR=FR678-FR658; 
所述連續統去除一階微分比值指數定義為RIFDCR,其計算公式為:
其中,上述計算公式中R673、R755表示673nm、755nm波段的連續統去除值;FR658、FR678表示658nm、678nm波段的連續統去除的一階微分值。 

5.  如權利要求1所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于:所述吸收峰總面積定義為吸收峰的積分面積;所述最大吸收深度定義為吸收峰內連續統去除的最小值;所述面積歸一化最大吸收深度定義為所述最大吸收深度與吸收峰總面積的比值。 

6.  如權利要求1所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于:所述步驟(3)中光譜儀的波長范圍是350~2500nm,光譜分辨率在350~1000nm為3nm,在1000~2500nm為10nm; 
所述步驟(3)中是采用功率為50w的鹵素燈作為光源,距土壤樣品表面70cm,天頂角30°,使提供到土壤樣本幾乎平行的光線; 
所述步驟(3)中土壤樣本分別放置在直徑10cm、深1.5cm、內部全部涂黑的培養皿內,用直尺將土樣表面刮平,傳感器探頭位于土壤樣本表面垂直上方15cm處,采用25°視場角探頭,探頭接受土壤光譜的區域為直徑6.7cm的圓,以保證探頭接收的均為土壤的反射光譜; 
所述步驟(3)中土樣的實際反射光譜數據是通過每個土樣是采集10條光譜曲線算術平均后得出。 

7.  如權利要求1所述的基于連續統去除法的土壤鹽分測定方法,其特征在于:所述步驟(1)中的土壤樣本采用網格采樣法進行采樣,土樣帶回實驗室后,清除小石塊及作物殘留物等非土壤成分物質,于實驗室自然風干,風干后的土壤樣品經研磨后過2mm篩,以用作光譜測試和鹽分含量的測定。 

關 鍵 詞:
基于 連續 除法 土壤 鹽分 測定 方法
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