基于高光谱的砂姜黑土含水量反演研究①

张颖帝，张佳宝，李晓鹏



基于高光谱的砂姜黑土含水量反演研究①

张颖帝1, 2，张佳宝1*，李晓鹏1

(1土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008；2中国科学院大学，北京 100049)

在实验室条件下，以地物光谱仪(350 ~ 2 500 nm)为工具，利用光谱反射率()、反射率的一阶微分(′)、反射率的对数(log)、反射率的倒数(1/)、反射率对数的一阶微分(log)′和去包络线(c) 6种处理方法，研究了4种不同土种的砂姜黑土含水量与光谱反射率的定量关系。结果表明：砂姜黑土不同土种间光谱特征存在一定差异，且4种土的光谱反射率都随土壤含水量升高而下降。在可见-近红外波段，以′ 提取的敏感波长与含水量的相关系数最高，敏感波长集中分布在712、807、1 142、1 570、1 850、2 221 nm等。基于上述波长反射率所建立的土壤含水量预测模型的决定系数达到了0.89，且其模型检验的均方根误差仅为4.6 g/kg，实现了对砂姜黑土含水量较为准确的预测。本研究为非接触、快速地测定砂姜黑土含水量提供了数据基础。

砂姜黑土；光谱特征；含水量；光谱反射率

实时、快速地测定田间水分是现代化农田土壤水分管理的基础。土壤含水量的测定方法按照测定范围和测定方式，可分为点位、区域测定，以及接触式和非接触式测定等。点尺度的水分测定的测量精度虽然较高如烘干称重法、中子仪法、γ-射线法和时域反射仪法等[1]，但用于区域农田水分监测，毕竟样点数量有限，且费时费力成本较高。区域非接触式的土壤含水量测定方法多为遥感，如：多光谱遥感、高光谱遥感等。……