基于成像光谱技术预测氮素在土壤剖面中的垂直分布

来源：土壤学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：李 硕,汪善勤,史 舟

单位：李 硕，华中农业大学 资源与环境学院; 浙江大学 农业遥感与信息技术应用研究所；shuoguoguo@zju.edu.cn,汪善勤，华中农业大学 资源与环境学院；农业部长江中下游耕地保育重点实验室；sqwang@mail.hzau.edu.cn,史 舟，浙江大学 农业遥感与信息技术应用研究所；shizhou@zju.edu.cn,

摘要：可见—近红外(vis-NIR)高光谱成像技术应用于土壤科学是当前数字土壤研究的新方向。本研究考察了该技术预测土壤剖面氮素垂直分布的可行性。深达1 m的土壤整段剖面(1 000 mm × 170 mm × 65 mm)采自湖北崇阳县，成像光谱仪配备了25 μm狭缝，视场角13.1°的35 mm焦距镜头和1 004 × 1 002像素的面阵CCD，拍摄得到剖面vis-NIR高光谱影像(400 ~ 1 000 nm共753个波段)。对获取的影像先通过几何校正解决影像形变问题，再采用监督分类方法识别提取有效土壤像素，剔除阴影裂缝等无效像素。最后利用室内土样vis-NIR反射光谱建立的土壤全氮校正模型，对3个土壤整段剖面的高光谱影像数据进行全氮(TN)预测制图。结果表明，vis-NIR成像光谱技术对土壤整段剖面TN含量预测效果达到甚至优于经标准制样处理后所建模型精度。但存在纵向局限性，其良好地还原了浅层土壤氮素的分布规律，0 ~ 600 mm为较佳预测深度。

关键词：土壤近地传感;可见近红外;成像光谱;剖面;氮

基金资助：国家自然科学基金项目 (40801082, 41471179)、中国博士后基金面上项目(2014M561772)资助