基于成像光谱技术预测氮素在土壤剖面中的垂直分布

可见—近红外(vis-NIR)高光谱成像技术应用于土壤科学是当前数字土壤研究的新方向。本研究考察了该技术预测土壤剖面氮素垂直分布的可行性。深达1 m的土壤整段剖面(1 000 mm×170 mm×65 mm)采自湖北崇阳县,成像光谱仪配备了25μm狭缝,视场角13.1°的35 mm焦距镜头和1 004×1 002像素的面阵CCD,拍摄得到剖面vis-NIR高光谱影像(400~1 000 nm共753个波段)。对获取的影像先通过几何校正解决影像形变问题,再采用监督分类方法识别提取有效土壤像素,剔除阴影裂缝等无效像素。最后利用室内土样vis-NIR反射光谱建立的土壤全氮校正模型,对3个土壤整段剖面的高光谱影像数据进行全氮(TN)预测制图。结果表明,vis-NIR成像光谱技术对土壤整段剖面TN含量预测效果达到甚至优于经标准制样处理后所建模型精度。但存在纵向局限性,其良好地还原了浅层土壤氮素的分布规律,0~600 mm为较佳预测深度。 下载全文