首页 期刊 水土保持研究 基于CWT的黑土有机质含量野外高光谱反演模型 【正文】

基于CWT的黑土有机质含量野外高光谱反演模型

作者:林鹏达; 佟志军; 张继权; 赵云升; 李向前; 朱晓萌 东北师范大学环境学院; 长春130117; 东北师范大学自然灾害研究所; 长春130117; 东北师范大学地理科学学院; 长春130024
黑土有机质   野外高光谱   连续小波变换   多元逐步回归   偏最小二乘回归  

摘要:为解决黑土有机质含量野外高光谱反演存在的困难,提高反演模型精准性,对吉林省黑土进行了采样、野外光谱测量和室内化验分析,剔除噪声波段,将测得的光谱数据(R)进行倒数的对数[lg(1/R)]及一阶微分(R′)变换,经连续小波变换(CWT)得到了R,lg(1/R)、R′不同分解尺度下对应的小波系数;通过分析R,lg(1/R)、R′及对应小波系数与土壤有机质含量的相关性,得到了显著性强相关的敏感波段;采用多元逐步回归(MSR)及偏最小二乘回归(PLSR)方法建立了黑土土壤有机质含量多种高光谱反演模型。结果表明:常用光谱分析方法中,R′与土壤有机质含量的R^2高于R,lg(1/R);经CWT变换后得到的小波系数与土壤有机质含量的R^2则提高显著,提高了0.3左右;R-CWT,lg(1/R)-CWT,R′-CWT的两种模型建模集的效果均较显著(R^2≥0.75,RMSE≤0.25),且均优于对应的常规变换下的效果;建模集中PLSR比MSR模型更佳;验证集中结果相似,但精度稍低;总体上,经过CWT处理后的模型均具有较高的估测精度,以R′-CWT的PLSR模型最佳,能够较为全面稳定地反演土壤有机质含量。

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