土壤水溶性盐基离子的高光谱反演模型及验证

来源：农业工程学报杂志2015年第22期北京时间：

作者：代希君,张艳丽,彭杰,罗华平,向红英,

摘要：土壤水溶性盐基离子是诊断土壤盐渍化类型与盐渍化程度的重要依据，利用光谱技术快速获取土壤水溶性盐基离子含量数据，可为土壤盐渍化类型与盐渍化程度的诊断提供新的技术和手段。该研究通过采集新疆5个不同地区399个土样的反射率与水溶性盐基离子数据并进行31种光谱预处理方法，分析了不同水溶性盐基离子（HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+）与高光谱反射率之间的相关性；采用K-S（Kennard-Stone）方法挑选出299个样品，针对每种离子使用偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）分别建立32个高光谱定量反演模型，优选最佳反演模型，并单独使用100个样品对估测模型进行检验。结果表明：不同离子的最佳反演模型所使用的预处理方法存在差异，其中仅有Cl-和Ca2+、SO42-和Mg2+所使用的预处理方法相同，其他离子则不同；不同离子的反演精度也不同，HCO3-和Ca2+构建的模型相对分析误差（relative percent deviation，RPD）分别为2.67、2.57，模型具有很好的预测能力。Cl-、SO42-和Mg2+所构建的模型RPD分别为2.05、2.10和2.14，表明这三者建立的模型具有较好的预测能力。K+建立的模型RPD仅为1.11，不能对样品进行预测。Na+构建的模型RPD为1.83，表明该离子所建模型只能对样品进行粗略估测。研究结果为探究水溶性盐基离子的高光谱反演增添了新的内容，为土壤盐渍化监测的深入和推进提供了新的思路和方法。

关键词：土壤, 光谱分析, 盐, 水溶性盐基离子, 高光谱, 反演, 南疆地区