基于EPO-PLS回归模型的盐渍化土壤含水率高光谱-IngentaConnect.PDF

第 32 卷 第 11 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.11 2016 年 6 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jun. 2016 167 基于 EPO-PLS 回归模型的盐渍化土壤含水率高光谱反演 ※ 彭 翔，胡 丹，曾文治，伍靖伟 ，黄介生 （武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072 ） 摘 要：表层土壤含水率对于指导农业灌溉有重要的作用。研究表明，土壤光谱受到土壤水分和盐分的共同影响，但对 于盐渍化地区的土壤含水率高光谱反演却很少涉及。该文通过对 11 组不同含盐量土壤室内蒸发过程连续监测，获取相关 反射率光谱和水分、盐分的变化数据，利用外部参数正交化方法（external parameter orthogonalisation，EPO ）预处理土壤 光谱，滤除盐分（质量比 0.1%～5.0% ）的影响，建立经过EPO 预处理后的偏最小二乘（partial least squares regression after EPO pre-processing ，EPO-PLS ）土壤水分预测模型。与偏最小二乘（partial least square model，PLS ）模型相比，验证样 本的决定系数 R2 和对分析误差 RPD （residual predictive deviation ）分别从0.722、1.976 上升到 0.898、3.145 ；均方根误差 RMSE 从 5.087 g/(100 g)减少到 3.237 g/(100 g) 。通过EPO 算法预处理后的模型性能提升显著，利用该方法能够有效的消 除土壤盐分的影响，很好地实现盐渍化地区的水分含量估测。 关键词：土壤；模型；含水率；土壤光谱；土壤盐分；外部参数正交化；预测 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.024 中图分类号：S156.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2016)-11-0167-07 彭 翔，胡 丹，曾文治，伍靖伟，黄介生. 基于EPO-PLS回归模型的盐渍化土壤含水率高光谱反演[J]. 农业工程学报， 2016，32(11)：167－173. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.024 Peng Xiang, Hu Dan, Zeng Wenzhi, Wu Jingwei, Huang Jiesheng. Estimating soil moisture from hyperspectra in saline soil based on EPO-PLS regression[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(11): 167 －173. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.024 [9] ∗ 和Liu 等 提出了归一化土壤反射率指数R 来减小地表粗 0 引 言 糙