渭-库绿洲耕层土壤砷含量高光谱估测研究

来源：环境监测管理与技术杂志2023年第5期北京时间：

作者：王顺芳；新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；王雪梅；新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；赵枫；新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；

单位：新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；新疆师范大学地理科学与旅游学院；；新疆干旱区湖泊环境与资源实验室；

摘要：以新疆渭干河库车河三角洲绿洲耕层土壤为研究对象，通过对原始光谱反射率（R）、包络线去除（CR）和一阶微分（R′）变换光谱数据结合连续小波变换生成小波系数，筛选出与砷含量具有极显著相关性的特征波段（P＜0.001），运用偏最小二乘回归、BP神经网络、随机森林回归及支持向量机回归分析方法建立耕层土壤砷含量的高光谱估测模型。结果表明，经一阶微分结合连续小波变换处理后，光谱数据与砷含量之间的相关性提升尤为明显。综合考虑各模型估测精度及稳定性，认为R′-CWT-26-SVMR模型可作为研究区耕层土壤砷含量的最佳估算模型，其训练集和验证集的决定系数（R2）分别为0.753和0.740，均方根误差（RMSE）分别为1.350mg/kg和1.819mg/kg，相对分析误差（RPD）分别为2.03和2.00。

关键词：砷,高光谱估测,包络线去除,一阶微分变换,连续小波变换,耕层土壤,

基金资助：国家自然科学基金资助项目（41561051）；新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目（2020D01A79）；新疆师范大学大学生创新创业训练计划基金资助项目（X202110762011）