基于高光谱信息的宁夏土壤有机质含量估算

作者：丁启东; 王怡婧; 张俊华^*; 陈睿华; 贾科利; 李小林

来源：生态学杂志, 2023, 1-12.

• 高光谱
• 土壤有机质
• 估算模型
• 地理加权回归
• 支持向量机
• 反距离权重法

土壤有机质(SOM)是反映和判断土壤肥力的关键指标。为探讨高光谱信息对低含量SOM的估算能力，本研究以宁夏红寺堡和西大滩表层土壤(0～20 cm)为对象，野外高光谱反射率与SOM含量为数据源，对原始光谱反射率(R)进行4种数学变换：倒数一阶微分(RTFD)、对数一阶微分(LTFD)、对数倒数一阶微分(LRFD)和一阶微分(FD)，采用相关性分析(PCC)和逐步回归(SR)筛选SOM敏感波段，然后基于主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和地理加权回归(GWR)建立SOM估算模型。结果表明：(1)原始光谱反射率经数学变换后与SOM间的相关性显著增强，FD变换增幅相对较大。(2)采用PCC和SR相结合筛选敏感波段，很大程度对数据作了降维处理，减小了模型的运算难度并提高了模型的估算能力。(3)基于LTFD-SVM模型的估算效果最优，其建模决定系数(Rc2)和验证决定系数(Rp2)分别为0.7593和0.9321，验证集均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.62和3.47。研究结果可为研究区及相似地区低含量SOM的定量监测提供参考依据。

• 出版日期2023
• 单位宁夏大学; 西安煤航遥感信息有限公司