共查询到20条相似文献，搜索用时 59 毫秒
1.
《河南农业》2020,(8)
本研究以陕西关中地区野外采集的44个土壤样品中的重金属元素Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Hg、 Pb含量为数据源,使用ASD Field Spec4 (350～2500 nm)地物波谱仪获取光谱数据,并进行NOR、 MSC、 SNV等预处理后分别进行一阶微分、二阶微分、吸光度变换,结合偏最小二乘回归法建立Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Hg、 Pb的光谱反演模型。化学分析结果表明:该研究区域存在较为严重的Hg污染现象。模型结果表明:一是反射光谱经过NOR、 MSC、SNV变换后显著提高了反射光谱的信噪比,有效降低光谱噪声对模型的影响,结合微分变换有助于提取土壤中的重金属元素特征信息;二是采用PLSR法建立的Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Hg、 Pb 9种重金属光谱最优模型的建模精度分别为0.714 3、 0.794 0、 0.710 3、 0.824 4、 0.853 5、 0.586 0、 0.563 3、 0.993 7、 0.627 9。 相似文献
2.
博斯腾湖西岸湖滨带土壤盐分高光谱反演 总被引：3，自引：0，他引：3
选取博斯腾湖西岸湖滨带为研究区,沿垂直湖岸线方向采集14个土壤剖面70个样本,利用ASD FieldSpec3地物光谱仪获取高光谱数据,基于Q型聚类分析研究不同含盐量土壤光谱特征,对土壤光谱反射率与含盐量做逐波段相关分析和显著性检验,筛选不同光谱变换下的敏感波段,通过多元逐步回归和偏最小二乘回归方法,分别以敏感波段和全波段光谱构建12个土壤含盐量反演模型,优选最佳反演模型。结果表明:17种高光谱变换中, 4种最优光谱变换使土壤含盐量与Savitzky-Golay平滑后的反射率极显著相关波段数明显增多,分别是反射率的一阶微分、平方根一阶微分、对数倒数一阶微分、倒数对数一阶微分,综合确定盐分敏感波段聚集在749、1 024、1 083、1 230、1 677和2 387 nm处;以对数倒数一阶微分光谱全波段建立的偏最小二乘回归模型更适合该区0～50 cm土壤含盐量的高光谱反演,其建模和验证决定系数R~2分别为0.93和0.85,均方根误差RMSE分别为0.37和0.42,相对预测偏差RPD为3.57。 相似文献
3.
为了探究动态、无损伤监测区域农田土壤重金属污染和借助土壤-作物系统机理定量反演土壤重金属含量的科学方法,从2018—2020年采集了江苏省宜兴市徐舍镇的22个水稻田样地共76个点的土壤样品,利用地面高光谱仪系统获取了水稻叶片光谱与水稻的生长系统等数据,在实验室测量了土壤中镉(Cd)、砷(As)含量等指标,将水稻叶片光谱进行平滑处理和7种形式的数学变换并进行Pearson相关性分析以筛选相关波段,通过遗传算法优化的偏最小二乘回归法构建了土壤Cd、As含量的估测模型。研究结果表明,估测土壤Cd、As含量的最佳模型均为倒数对数一阶微分光谱模型,r2分别为0.77和0.89,外部验证均方根误差(RMSEP)分别为0.058和0.297,相对分析误差(RPD)分别为2.09和2.97,具备近似定量估测土壤Cd含量的能力及定量估测土壤As含量的良好精度。通过地面实测数据验证,2个最佳估测模型预测精度分别达70%及80%以上;且光谱预处理技术可以去除原始反射率的冗余信息并减弱背景噪声,突出光谱信息;采用遗传算法先筛选特征波段再进行偏最小二乘回归建模,可提高模型的精度。研究可为实... 相似文献
4.
基于最优模型的荒地土壤有机质含量空间反演 总被引：1，自引：0，他引：1
本研究采用Landsat OLI多光谱遥感影像数据,结合实测土壤有机质含量,利用原始影像反射率(A)、反射率一阶微分(A')、反射率二阶微分(A″)建立单波段和多波段回归模型,估算研究区土壤有机质含量,反演其空间格局。结果显示,经微分处理后的影像反射率,与土壤有机质含量相关系数增大。其中A'处理后的遥感影像反射率与土壤有机质含量的相关系数达到-0.850,比原始的提高了0.401,增强了有机质的光谱信息。多波段回归建模效果优于单波段建模。且A'的多波段回归模型预测精度最好,其建模集R~2为0.80,RMSE为3.66,预测集R~2为0.79,RMSE为3.65,RPD为1.96,表明该模型精度高,误差最小,预测效果最优,可以很好地估算该区域的土壤有机质含量。基于一阶微分的多波段回归模型:SOM=23.12-470.94B3-24.35B4-43.06B6,对研究区的SOM含量空间分布格局进行反演,发现反演结果与实际情况吻合,因此,利用多波段回归模型能很好反演研究区SOM含量空间分布格局,表达其不同有机质含量的土壤空间分布与其对应的空间位置,这为土壤有机质面状参数的获取提供了快速而有效的方法。 相似文献
5.
对高光谱数据进行预处理是提升高光谱建模精度十分必要且有效的途径。利用高光谱技术分析春小麦作物光谱及其叶绿素含量的变化,对原始光谱反射率及对应的对数、倒数、平方根、对数倒数等4种数学变换及其一阶、二阶微分进行预处理运算,分析春小麦叶片叶绿素含量与预处理后的光谱数据相关性,基于选取的敏感波段对春小麦抽穗期叶绿素含量进行偏最小二乘回归法、BP神经网络2种方法建模并进行模型验证及比较。结果表明:对原始光谱数据数学变换的微分预处理可以明显提高春小麦叶片叶绿素含量与光谱反射率的相关性;通过显著性检验的敏感波段数量经一阶、二阶微分预处理呈现明显增加趋势,对应数学变换的波段数量有所不同;对数变换的二阶微分处理所建立的PLSR模型为最优模型,该模型精度参数为决定系数R■=0.93,校正均方根误差RMSE_c=2.53,预测决定系数R~2_p=0.91,预测均方根误差RMSE_p=2.41,相对分析误差RPD=3.20。说明数学变换的微分预处理过后的模型精度和稳健性有了大幅度的提升,并且运用在高光谱遥感反演春小麦抽穗期叶片叶绿素含量上是可行的。 相似文献
6.
《江苏农业科学》2018,(22)
针对目前干旱半干旱区存在的土壤盐渍化问题,以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,对土壤样品总盐含量及其光谱反射率进行测量。经过15种数学变换,遴选出达到0.01显著性检验的变换形式,利用偏最小二乘回归、主成分回归和多元逐步线性回归方法建立土壤盐分的估算模型。结果表明,(1)多种光谱数据变换形式中,以微分为基础的变换方法具有很好的效果;(2)基于多元逐步线性回归的立方根一阶微分光谱特征波段所构建的模型最优,模型的稳定性和预测精度最高,R2=0.85,RMSEc=1.8 g/kg,RPD=2.36。本研究所建立的模型将为估算土壤盐渍化提供理论依据。 相似文献
7.
《山东农业科学》2019,(12):120-126
随着人类活动的影响,重金属污染逐渐成为土壤和环境研究的重点。采用遥感技术可以克服传统重金属监测过程中的缺点,做到快速、高效地反映重金属空间分布。本文以克拉玛依市某区域为研究区,利用SVC HR-768光谱仪和Landsat8影像对41块土壤样品进行地物光谱和波段反射率的获取,采用相关性分析和偏最小二乘回归的原理,建立地物光谱与Landsat8数据的土壤铅含量反演模型。结果表明,基于一阶微分变换的地物光谱能更好地反映光谱与重金属铅含量的相关性,建立的模型为最优预测模型;通过波段比值和波段差值方式建立的基于Landsat8波段反射率的反演模型精度较好,能粗略预测土壤重金属铅的含量,并且基于Landsat8影像反演的土壤铅含量空间分布符合土壤样点实测值的空间分布,为今后土壤环境监测土壤重金属含量提供数据支撑。 相似文献
8.
为了掌握酸性土壤中重金属的影响因素及其相关性,以湖南壶瓶山自然保护区土壤为研究对象,对Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni和Hg等8种重金属进行了野外调查和实验室监测分析.结果表明:均受到Cd、As、Pb、Zn、Cu、Ni轻污染,重金属污染程度由高到低依次为As＞ Ni ＞Pb＞ Cu ＞Cd、Zn＞ Cr＞ Hg,空间分布不均匀程度由大到小依次为Cd＞ As ＞Pb＞ Zn＞ Cu＞ Cr＞ Ni＞ Hg; Cd的含量与pH值呈正相关性;As的含量与F的含量呈正相关性,Cr、Hg的含量与F的含量呈负相关性;Cr、Cd的含量与海拔高度呈正相关性;Cu与As、Cu与Ni、Hg与Cr呈正相关性,Zn与Pb、As与Ni呈负相关性. 相似文献
9.
【目的】建立基于可见-近红外光谱的土壤游离铁精确预测模型,简单、快速、经济地预测土壤游离铁,有助于研究土壤发生和分类。【方法】采集广西壮族自治区的铁铝土、富铁土、淋溶土和雏形土等82个旱地土壤剖面的B层土壤,进行室内土壤化学分析、光谱测定,分析不同光谱变换后的光谱反射率与土壤游离铁含量的相关性。基于特征波段利用偏最小二乘回归(PLSR)和逐步多元线性回归(SMLR)法建立土壤游离铁含量光谱预测模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对预测偏差(PRD)确定最优模型。【结果】土壤光谱曲线分别在457、800和900 nm波段附近有明显的游离铁吸收和反射峰特征;土壤游离铁含量与原始光谱反射率呈负相关;原始光谱经过微分变换后,游离铁含量与光谱反射率相关性显著提高;基于400～580和760～1 300 nm特征波段和一阶微分光谱变换的SMLR模型预测精度最高,其验证集的R2和RPD分别为0.85和2.62,RMSE为8.41 g·kg~(-1)。【结论】将可见近红外光谱技术应用于土壤游离铁含量高效快速地预测具有良好的可行性。广西旱地土壤光谱反射率与土壤游离铁含量具有高度的相关性,应用逐步多元线性回归方法可以很好地建立土壤游离铁含量反演模型。 相似文献
10.
《江苏农业科学》2019,(23)
为了利用高光谱遥感有效地监测农作物叶片中的重金属含量变化,在化学分析和农作物叶片对铜元素含量增加的敏感性基础上,利用光谱植被指数定量监测作物叶片铜元素含量变化,为大面积、快速、准确、无损地监测农田水稻叶片重金属含量变化提供技术支持。以张家港市为研究区域,实地采集水稻叶片样品21个。采用便携式高光谱地物波谱仪,获取灌浆期水稻植株叶片的光谱反射率并提取光谱指数,室内测定叶片重金属铜含量,并分析水稻叶片重金属铜含量与不同类型光谱指数的相关性。结果表明,高光谱数据对叶片铜含量变化的敏感性较好,其中,红边位置(REP)、绿波段归一化差异指数(GNDVI)、比值植被指数(RVI)、Vogelmann红边指数(VOGI)和地面叶绿素指数(MTCI)可分别作为估测叶片铜含量的敏感光谱指数,其乘幂和指数回归模型能够较好地反演水稻叶片铜含量;叶片铜含量的敏感光谱波段参数在原始光谱中主要集中于420～670 nm范围内,最小负相关系数的波长是646、647、648 nm;而一阶微分和二阶微分光谱中在蓝边、黄边、红边和近红外区域均有分布,最大正相关系数的波长分别是660、715 nm;水稻叶片铜含量估测的最佳模型是基于二阶微分敏感光谱参数构建的偏最小二乘回归模型,该模型预测的铜含量值与实测值的拟合度较好(R~2=0.56)。研究结果证明可以利用高光谱生物遥感技术有效地监测农田水稻叶片中重金属含量的变化,判断作物中重金属浓度是否超标,为高光谱遥感立体、快速和大面积地监测农田作物铜含量的变化提供参考,也为评价水稻的食用安全提供科学方法。 相似文献
11.
《西南农业学报》2021,(8)
【目的】了解喀斯特地区小尺度区域农用地土壤重金属的含量特征和生态风险,为利用土地功能和保护耕地土壤环境提供参考。【方法】在黔西南中部某农用地土壤上共布设27个点位,采集表层土壤(0～20 cm)样品,分析测定pH与Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni等8种重金属元素,采用《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)为评价标准,分析其分布特征、生态风险和来源。【结果】研究区土壤pH为5.46～8.07,重金属Zn、Cr、Pb、Ni、As、Cu、Cd与Hg平均含量分别为154.24、153.71、64.25、61.76、50.38、49.86、0.41和64.25 mg/kg。研究区农用地土壤受As和Cd污染指数分别为1.68和1.38。8种重金属的危害指数(I_R)为69.00,小于生态危害下限(I_R=150)。Cd与Pb, Hg与As、Cu、Zn、Ni, As与Cu、Zn、Ni、Cr, Cr与Cu、Zn、Ni, Cu与Zn、Ni, Zn与Ni间分别具有同源性,存在复合污染。As、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni在第一主成分有较高载荷,其方差贡献率为57.565%,含量较高原因主要为长期含重金属化肥施用造成;Cd和Pb在第二主成分中有较高载荷,其方差贡献率为80.277%,含量较高原因主要为成土母质中含量较高。【结论】研究区农用地土壤pH为5.46～8.07,已受不同程度As和Cd污染;Cr和Ni污染处于尚清洁范围;Hg、Pb、Cu和Zn处于清洁范围。污染程度为轻微生态危害。 相似文献
12.
《江苏农业学报》2016,(4)
为提高潍坊北部地区土壤氯化钠含量的监测精度,研究土壤氯化钠含量的高光谱估算方法,本研究利用光谱测量技术,以潍坊市北部海咸水入侵典型区域作为研究区,野外采集41个土壤光谱样本,并测定理化性质,对实测光谱反射率进行数学变换,与土壤样本氯化钠含量进行相关性分析,利用偏最小二乘回归分析法建立土壤氯化钠含量监测模型。研究结果表明:反射率一阶微分、二阶微分土壤氯化钠含量监测模型的决定系数均高于0.8,建模精度较高。经检验,反射率二阶微分是预测土壤氯化钠含量的最佳光谱指标,所建模型为Y=-828.278x6-635.832x7-348.817x2-583.591x9+360.329x4+1 044.751,建模决定系数为0.859,总均方根误差为0.274。说明将实测反射率光谱变换后利用偏最小二乘回归法建立的潍坊北部地区土壤氯化钠含量估算模型具有较高的可行性,能够较好地反演研究区土壤氯化钠含量,可为潍坊北部地区土壤盐渍化监测和评价提供参考。 相似文献
13.
分析了某城市不同功能区土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量的319个空间样本,结果表明:重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量均超过了城区背景值,尤以Hg、Cu、Zn、Cd含量超标最严重。运用因子分析方法得出As、Cr、Cu、Ni来自工业区,Cd、Pb、Zn来自交通区,Hg来自公园绿地区的农药。最后采用内梅罗指数污染评价方法得出各功能区重金属污染程度从重到轻依次为工业区、交通区、生活区、公园绿地区和山区。 相似文献
14.
以贵州省典型山区耕地土壤高光谱数据为研究对象,基于光谱变换法和机器学习原理构建贵州省山区耕地土壤有机质(SOM)含量估算模型。于2020年8月至2021年3月在贵州省13个县(区、市)采集了120个土壤样品,检测土壤可见光-近红外波段光谱信息,利用5种光谱数据变换(原始光谱、一阶微分、二阶微分、倒数对数的一阶微分、连续统去除)和4类模型(偏最小二乘回归、支持向量机、随机森林和BP神经网络)组合出不同土壤有机质含量的预测模型,按照3∶1选择训练样本和测试样本以估算山区SOM含量。结果表明,一阶微分数据变换与山区SOM含量的相关性较高,相关系数最高达到-0.635;反演模型中,基于一阶微分光谱变换构建的BP神经网络模型精度最高,训练集、测试集的决定系数(R2)分别为0.845、0.838,测试集均方根误差(RMSE)为3.452,相对分析误差(RPD)达到2.470,其次是RF、PLSR模型的RPD较高,SVM模型的RPD最低。光谱数据变换中一阶微分法能极大程度提取出山区耕地的SOM含量信息,BP神经网络模型是估算山区SOM含量的最优模型,本研究结果可为贵州省山区耕地... 相似文献
15.
长春市郊区土壤—水稻体系重金属含量及迁移规律 总被引：2，自引：0，他引：2
对长春郊区部分水田土壤及水稻籽粒中重金属含量进行调查,采用单项污染指数法和综合污染指数(内梅罗指数)法对污染现状进行评价.Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni8种重金属的单项污染指数表明研究区域内土壤全部符合一般农田的标准,综合污染指数显示区域内土壤的重金属含量均未达到污染水平.水稻籽粒中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr及Zn7种重金属的单项污染指数和综合污染指数结果均表明研究区域内水稻符合农产品食用标准.除了Hg、Pb和As以外,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni的含量与土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni含量显著相关,表明这些元素较易从土壤向水稻植物体内迁移积累. 相似文献
16.
以张家港农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、Hg的含量,并与土壤可见近红外高光谱数据建立土壤重金属含量的定量估测模型,以快速获取研究区农田的土壤重金属含量。为保证模型预测的精度和稳定性,首先,对原始高光谱数据进行平滑处理,并进行一阶导数、倒数一阶导数、倒数的对数一阶导数、平方根一阶导数和连续统去除等形式的光谱变换;然后,提取不同变换光谱的特征波段进行相关性分析;最后,通过逐步回归法建立重金属含量的定量估算模型。结果表明:张家港市农田土壤中Cd、Hg、Cu、Zn存在一定的污染风险。在高光谱的不同变换形式中,一阶导数和连续统去除与重金属含量的相关系数高于其他变换形式。基于8种土壤重金属含量与高光谱数据建立的定量估算模型具有良好的预测精度。Cd、Hg、Cr、As、Cu、Zn、Ni、Pb估算模型的实际值与验证值的拟合度分别为0.874、0.879、0.800、0.646、0.513、0.655、0.603和0.542,可用于预测张家港市的农田土壤重金属含量。 相似文献
17.
18.
【目的】冬小麦生育前期稀疏植被条件下叶面积指数反演对于播期、早期苗情监测有重要意义。【方法】文章利用实测冬小麦生育前期冠层高光谱数据,基于相关关系矩阵图筛选7个新的敏感植被指数、优选40个前人研究的双波段组合或多波段组合植被指数,利用单变量回归和偏最小二乘多变量回归分析47个植被指数与稀疏冬小麦叶面积指数(LAI)的相关性。【结果】植被指数PVR(650,550)、VARI(680,555,480)、RVI(1 868,1 946)与LAI相关性好,其中PVR(650,550)与LAI构建的模型拟合度最好,决定系数R~2为0.730,均方根误差RMSE为0.450。而相对单个植被指数,利用多个植被指数的偏最小二乘多元回归模型提高了LAI估算精度,R~2为0.779,RMSE为0.380。【结论】在冬小麦生育前期植被稀疏条件下,利用高光谱数据反演冬小麦LAI是可行的,可为冬小麦早期长势遥感监测提供支撑。 相似文献
19.
我国商品有机肥料和有机废弃物中重金属的含量状况与分析 总被引：93，自引：31，他引：93
采用调查采样及室内测试方法,分析了我国主要商品有机肥料和有机废弃物的重金属含量状况.结果表明,我国商品有机肥中重金属 Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、Hg和 As的含量变异很大,从痕量到百分之几,平均分别为 732.4、75.4、53.5、36.6、5.64、21.0、0.44及 2.96 mg·kg-1.按照目前有机-无机复混肥国家标准,Cr、Pb、Cd、As和 Hg超标率并不高,参照德国腐熟堆肥中重金属限量标准,则 Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、Hg的超标率分别为 19.1%、16.7%、9.3%、1.2%、67.9%、45.1%、10.5%.商品有机肥中重金属含量与所使用的有机物料中重金属含量呈显著正相关(r = 0.440～0.937 7).目前,世界各国对畜禽粪便等有机废弃物中的重金属没有相应的限量标准,参照德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准,对于 Zn、Cu、Cr、Cd、Ni,我国鸡粪中的超标率为 21.3%～66.0%,以 Cd、Ni超标为主 ;猪粪中超标率为 10.3%～69.0%,以 Zn、Cu、Cd超标为主 ;牛粪中超标率为 2.4%～38.1%,以 Cd超标为主 ;羊粪中 Zn、Cd、Ni和 Hg的超标率为 6.7%～20.0%,以 Cd、Ni超标为主 ;农作秸秆、菜籽饼和味精下脚料、糠醛渣和造纸废弃物中以 Cd、Ni超标为主,分别为 38.7%和 22.6% ;堆肥中以 Cd、Ni超标为主,分别为 83.3%和 41.7%,但这些有机物料中 Pb的含量不超标. 相似文献
20.
北方污灌区土壤重金属污染特征分析 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】研究我国北方污灌区农田土壤Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素的污染特征,为污灌区土壤环境质量评价、土壤重金属污染修复提供参考。【方法】以我国北方30个污灌区土壤重金属污染数据为基础,采用统计分析方法、内梅罗综合污染指数法及地质累积指数法,对北方污灌区土壤重金属的污染特征进行分析。【结果】结果表明,北方污灌区农田土壤中8种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但除Cr外,其余7种重金属的平均含量均显著高于全国背景值;8种重金属含量变异系数从大到小依次为CdHgPbAsZnCuCrNi,其中Cu、Cr、Ni在不同灌区差异性相对较小,Cd、Hg、Pb在不同灌区差异较大;Cu与Zn、Cr、Cd、As、Hg,Zn与Ni,Cr与Pb、Ni、As、Hg,Cd与As呈显著相关的概率较大,Pb与Cu、Zn、Ni、Hg,Hg与Zn、Cd、Ni、As呈高度相关的概率较大;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为CdHgCuAsZnPbNiCr。【结论】我国北方污灌区农田土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、As、Hg等8种重金属元素明显积累,应该引起有关部门的足够重视。 相似文献