一種確定鹽漬土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種確定鹽漬土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法。該方法通過具有特定采樣間隔的光譜儀器檢測鹽漬土樣本，得到光譜曲線，以特定的波長將光譜曲線分段，對各波段中的反射率與主導鹽分含量做相關性分析，選擇相關系數(shù)大于設定值的為“初級條帶”，對其反射率求平均值，繪制平均值與主導鹽分含量的散點圖，擬合并選取決定系數(shù)最大的波段為“次級條帶”；按照原采樣間隔，再做相關性分析，根據(jù)相關系數(shù)確定“三級條帶”；對“三級條帶”內(nèi)的反射率求平均值，再做相關性分析，選取相關系數(shù)大于設定值，且極顯著的波段，即為鹽漬土樣本的最佳波段。用本發(fā)明的方法確定的最佳波段具有數(shù)目少、范圍窄、基于全波段、較精確等優(yōu)點。
【專利說明】一種確定鹽漬土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜學分析領域，尤其涉及一種確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法。
【背景技術】
[0002]在土地資源日益匱乏的今天，鹽潰化土地作為潛在土地資源是各國政府和科學家關注的熱點。高光譜技術以其快速、便捷、非接觸、無損獲取地物信息的優(yōu)勢，已成為有效探測鹽潰土的有效工具。而利用高光譜數(shù)據(jù)定量半定量進行土壤鹽潰化狀況制圖，地面光譜測量數(shù)據(jù)及其光譜響應最佳波段的確定成為了不可或缺的重要依據(jù)。
[0003]光譜響應的最佳波段是指在該波段范圍內(nèi)包含的光譜信息可以用來表征地物，且這個波段范圍越窄，波段的數(shù)目越少，對于通過光譜數(shù)據(jù)提取地物信息也就越容易。國內(nèi)外很多研究者，均通過確定最佳波段，利用最佳波段的光譜信息反演出土壤的鹽含量、pH、有機碳含量等，使得利用光譜技術對土壤實現(xiàn)實時監(jiān)測變得可能?，F(xiàn)有鹽潰土的光譜特性研究中確定最佳波段的方法主要有:1、基于目視法選取部分波段，采用鹽分因子與光譜反射率兩兩相關的方法確定最佳波段；此方法的不足是截取其中的一部分光譜波段導致了信息的丟失，使得整個光譜曲線表達的信息不完整，最佳波段也就不精確。2、對光譜曲線進行連續(xù)統(tǒng)去除，將出現(xiàn)明顯吸收或反射的波段作為最佳波段。連續(xù)統(tǒng)去除是針對全波段范圍的，但連續(xù)統(tǒng)去除后的光譜吸收峰或者反射峰大多為某些特殊物質(zhì)的最佳波段(具體情況如表I所示)，該方法不能適用于所有地物。
[0004]表1鹽潰土光譜吸收特征谷位置
[0005]
【權利要求】
1.一種確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其特征在于包括如下步驟: a)通過具有特定采樣間隔的光譜儀器檢測鹽潰土樣本，從而得到與所述鹽潰土樣本對應的光譜曲線，所述光譜曲線具有多個第一波段； b)以特定的波長，將所述光譜曲線的所述這些第一波段進行分段，得到多個第二波段； c)對各所述第二波段中的反射率與所述鹽潰土樣本中的主導鹽分含量做相關性分析，選擇相關系數(shù)大于設定值的多個波段，作為“初級條帶”; d)將各所述“初級條帶”內(nèi)的反射率求平均值，繪制所述反射率平均值與主導鹽分含量的散點圖，對所述反射率與主導鹽分含量的散點圖進行擬合，選取決定系數(shù)最大的初級條帶作為“次級條帶”； e)在所述“次級條帶”內(nèi)，按照所述特定采樣間隔，對反射率與主導鹽分含量做相關性分析，選擇相關系數(shù)大于所述設定值的多個波段，作為“三級條帶”; f)對所述“三級條帶”內(nèi)的反射率求平均值，并將所述平均值與所述主導鹽分含量做相關性分析，選取相關系數(shù)大于所述設定值，且極顯著的波段，作為所述鹽潰土樣本的光譜響應最佳波段。
2.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中所述光譜儀器的波長范圍大于等于300nm，小于1700nm，可見光波段的采樣間隔小于等于2nm，近紅外波段的采樣間隔小于等于4nm。
3.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中所述鹽潰土樣本的數(shù)量不少于30。
4.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中所述特定的波長為 30nm、20nm、IOnm 或 5nm。
5.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中在所述繪制反射率與主導鹽分含量的散點圖的步驟中，是以所述主導鹽分含量為X軸，所述反射率為Y軸。
6.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中在所述繪制反射率與主導鹽分含量的散點圖的步驟中，是以所述反射率為X軸，所述主導鹽分含量為Y軸。
7.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中所述相關性分析為Pearson相關性分析,置信區(qū)間為0.01或0.05。
8.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中所述主導鹽分含量是化合物或鹽分離子含量。
9.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中，還包括在步驟a)中對與所述鹽潰土樣本對應的所述光譜曲線進行平滑處理。
10.如權利要求1所述的確定鹽潰土主導鹽分光譜響應最佳波段的方法，其中，所述設定值為0.9。
【文檔編號】G01N21/25GK103868858SQ201410074713
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權日:2014年3月3日
【發(fā)明者】申廣榮, 馬創(chuàng), 王紫君, 周培, 支月娥 申請人:上海交通大學