基于近红外漫反射光谱的农田原位表层土壤含水量定量建模方法比较

摘要：

在农田尺度下，土壤表层因理化性状、粗糙度、作物根系和秸秆残茬等引起的空间异质性较为明显，样点间含水量差别相对较小，这对基于近红外漫反射光谱技术的表层土壤含水量原位测定带来极大的挑战。本研究分别利用基于单一波长（1200，1400，1450，1820，1940，2000和2250 nm ）反射率构建的指数衰减模型、基于归一化土壤湿度指数（NSMI）和相对吸收深度（RAD）构建的线性模型、基于土壤含水量高斯模型（SM GM ）所得的拐点宽度（σ）、函数中心振幅（Rd ）和高斯曲线面积（A ）三个参数构建的线性或二次模型，以及基于波长区间反射率构建的偏最小二乘模型（PLS），对土壤体积含水量（VMC）进行定量分析。结果表明：（1）在单一波长反射率构建的所有指数衰减模型中，2000 nm波长显示出最佳验证效果，RMSEp最低（2.463），RPD最大（1.06）；（2）与RAD相比，NSMI的验证精度更令人满意，R2（0.312）和RPD（1.224）更高，RMSEp（2.133）更低；（3）在SMGM 模型参数以及PLS模型拟合VMC的验证结果中，Rd 具有最佳拟合精度，其 R2（0.253）和RPD（1.175）最高，RMSEp（2.222）最低；（4）总的来看，NSMI指标构建的线性模型是所有方法中精度最高的，而且计算过程简单，易于操作，可作为表层土壤含水量原位测定的首选方法。

关键词：农田尺度、原位、近红外漫反射光谱、体积含水量、定量模型

所属期刊栏目：35

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金项目31101074，51109214

在线出版日期：2016-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3416-3421