基于光谱吸收特征的土壤含水量预测模型研究-土壤学报.pdf

Vol. 53 No. 3 第 53 卷 第 3 期 土 壤 学 报 ， 2016 年 5 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA May ，2016 DOI：10.11766/trxb201507020256 基于光谱吸收特征的土壤含水量预测模型研究* † 金慧凝　张新乐　刘焕军　康　苒　付　强　宁东浩 （东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨　150030） 摘　要　　为了定量分析土壤含水量与反射光谱特征之间关系，并为土壤含水量速测提供理论依 据。以黑土作为研究对象，测定实验室光谱反射率，利用去包络线方法提取反射光谱特征指标，建立 土壤水分含量高光谱预测模型。结果表明：黑土含水量与1 420 nm、1 920 nm附近吸收谷的主要光谱 特征（吸收谷深度、宽度、面积）呈显著正相关；1 920 nm附近吸收谷可作为黑土土壤水分的特征吸 收谷，由其光谱特征参数预测黑土含水量；以1 920 nm附近吸收谷面积为自变量建立的一元线性回归 模型预测精度高，输入量少，可以作为土壤含水量速测仪器研制的理论依据。 关键词　　反射光谱；土壤水分；去包络线；吸收特征 中图分类号　　TP701　　　 文献标识码　　A - 含水量是土壤理化特性的一个重要指标。就农 征参数在土壤理化参数高光谱预测 ［12 13］ 、土壤盐 - 业而言，土壤水分是农作物生长发育的基本条件， 碱化评价 ［14 15］等方面被普遍使用，并取得了较好 也是灌溉管理和产品预报中的重要参数，尤其在精 的效果。但关于其在土壤含水量预测中应用的文 献较少，Bowers和Hanks ［16］ 准农业中是极为关键的参数。因此，土壤水分监测 认为土壤反射光谱在 一直是人们关注的问题 ［1］ 1 400 nm、1 900 nm、2 200 nm处为土壤水分吸收 。高光谱遥感具有较高 ［2］ 带；何挺等 ［17］ 的光谱分辨率 ，能够快速获取土壤反射光谱信 提取了黄绵土、绵砂土和风砂土在 息，其在土壤理化参数预测及相关研究中应用广 1 450 nm和 1 925 nm两个吸收谷的光谱特征参数， - 泛 ［35］ 。高光谱遥感可探测表层土壤含水量细微差 并建立了土壤含水量预测模型。但以上研究以不同 异的变化，为动态监测区域或地块尺度土壤含水量 土壤类型为研究对象，而土壤光谱是土壤内在理化