[发明专利]一种苏打盐碱地重金属定量反演模型建立方法

说明书

本发明涉及一种苏打盐碱地重金属定量反演模型建立方法，包括如下步骤：S1、获取苏打盐碱地重金属的原始光谱数据；S2、对获取的原始光谱数据进行预处理，获取多源光谱数据集合；S3、根据预处理后的多源光谱数据集合构建光谱指数的必要参数，获得光谱指数数据，然后分析光谱指数数据分别与样本锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量的相关性，提取对应重金属含量相关系数高的光谱指数所对应的波段；S4、制定最佳波段组合选取原则，确定建模策略，并建立实验样品锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量的反演预测模型；本发明提供的方法可定量估算土壤重金属含量，而且大大提高了对苏打盐碱地重金属含量的估算精度。

技术领域

本发明属于盐碱地重金属含量检测技术领域，尤其涉及一种苏打盐碱地重金属定量反演模型建立方法。

背景技术

近年来，随着我国城市进度加快，城市周边耕地被大量占用，人均耕地日益减少，对盐碱地的改造已成为迫在眉睫的问题。我国盐碱地分布广泛，总面积9.91×10⁷hm²，松嫩平原盐碱地面积占我国盐碱地总面积的9.2％。盐碱地改良及农作物选取方法与盐碱地中重金属含量密切相关，如何准确、快速确定大区域内盐碱地重金属含量已成为目前亟待解决的关键问题。

目前，传统的土壤重金属检测方法有光度法、化学分析法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、表面增强拉曼光谱法等，这些方法虽精度高,但对于大面积检测存在周期长及成本高等问题，因此上述方法对于大面积盐碱地重金属含量检测其实用性受限。随着遥感技术的快速发展，由于其具有快速、动态获取地物连续光谱信号的特点,为发展基于遥感的土壤重金属含量检测提供了新的思路，为此如何实现利用遥感技术快速、准确、低成本地获取苏打盐碱地重金属含量的问题是本领域希望克服的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种苏打盐碱地重金属定量反演模型建立方法，能够快速高效的获取苏打盐碱地重金属的含量，且反演后的重金属含量相对误差优于10％。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种苏打盐碱地重金属定量反演模型建立方法，包括如下步骤：

S1、获取苏打盐碱地重金属的原始光谱数据；

S2、对获取的原始光谱数据进行预处理，获取多源光谱数据集合；

S3、根据预处理后的多源光谱数据集合构建光谱指数的必要参数，获得光谱指数数据，然后分析光谱指数数据分别与样本锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量的相关性，提取对应重金属含量相关系数高的光谱指数所对应的波段；

S4、制定最佳波段组合选取原则，确定建模策略，并建立实验样品锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量的反演预测模型；

所述苏打盐碱地重金属包括：锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)；

所述必要参数包括：比值指数(RI)、差值指数(DI)、归一化指数(NDI)、相关系数、相对误差、拟合优度。

优选地，获取原始光谱数据后，

对原始光谱数据进行Savitzky-Golay平滑、多元散射校正、连续统去除变换处理，获取处理后的多源光谱数据集合。

优选地，利用多种预处理组合变换后获取的多源光谱数据集合构建比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI)，确定光谱指数与样品锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量相关性最显著的敏感波段组合及对应的相关系数值；

其中，各指数计算公式如下：