摘要:室内高光谱遥感定量反演土壤湿度的相关研究,可以为利用星载或机载遥感数据源进行大尺度土壤水分监测提供理论基础;原状土土样相较于当前广泛使用的研磨土土样,能更好地保持土壤的原始光谱特性和持水性能。为了得到更可靠的土壤湿度光谱特征与更具有适用性的反演模型,利用ASD FieldSpec3光谱仪采集了江苏省金坛市竹林镇的62个原状水稻土土样12套不同湿度梯度的可见光-近红外反射光谱,通过反射率、相对反射率以及水分吸收峰特征参数探究原状湿土光谱特征;在此基础上,选择对土壤湿度变化响应明显的变量,采用偏最小二乘回归反演土壤湿度,并对比选出最佳反演模型。结果表明:(1)随着风干过程中土壤湿度的降低:土壤反射率整体先下降后上升,可见光波段在土壤湿度较低时存在误差;1450nm和1950nm吸收峰的位置向短波方向偏移,吸收峰深度、宽度和面积不断减小,2200nm处吸收峰右肩高度不断降低。(2)土壤水分吸收峰特征参数对土壤湿度响应明显;反射率和相对反射率与土壤湿度相关性较高的波段均出现在〉1300nm以后。(3)反射率(R)反演原状土湿度精度较低,R^2val=0.752,RPD=1.81,经过数学形式和相对反射率(Rr)变换后,[lg(1/Rr)]’建模中R^2val=0.820,RPD=1.99;基于水分吸收峰特征参数建立的模型R^2val=0.800,RMSEP=62.70gkg^-1,RPD=2.29,最佳主成分数为3,是反演原状土土壤湿度的最佳建模变量。
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关键词:原状土 吸收峰特征参数 相对反射率 土壤湿度 反演
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