DB50T 1449-2023 茶園土壤有機質含量高光譜估測技術規(guī)程　

ICS65.020CCSB30DB50重慶市市場監(jiān)督管理局發(fā)布DB50/T1449-2023本文件按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由重慶市農業(yè)農村委員會提出、歸口并組織實施。本文件起草單位：重慶市農業(yè)科學院、重慶文理學院、北京市農業(yè)信息技術研究中心。本文件主要起草人：徐澤、廖欽洪、楊海濱、李振海、鄧敏、楊貴軍、盛忠雷。1DB50/T1449-2023茶園土壤有機質含量高光譜估測技術規(guī)程本文件規(guī)定了茶園土壤有機質含量高光譜估測的土壤樣品采集、土壤樣品制備、有機質含量測定、樣品高光譜測量和有機質含量估測模型。本文件適用于茶園土壤有機質的高光譜估測。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。NY/T1121.1土壤檢測第1部分:土壤樣品的采集、處理和貯存NY/T1121.6土壤檢測第6部分:土壤有機質的測定3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4土壤樣品采集4.1采集工具取土器、取樣袋、記號筆、GPS定位儀。4.2采集方法茶園土壤樣本采集應符合NY/T1121.1中的要求。4.3樣品數量土壤樣品采集數量不少于100個。5土壤樣品制備土壤樣品的制備方法應符合NY/T1121.1中的要求。將制備好的每份土壤樣品平均分為2份，1份用于土壤有機質含量的測定，1份用于高光譜數據的采集。6有機質含量測定2DB50/T1449-2023土壤有機質含量測定采用NY/T1121.6中的方法。7樣品高光譜測量7.1地物光譜儀地物光譜儀的性能應滿足以下要求：a)譜段范圍為可見光-短波紅外，波長350nm～2500nm；b)可見光范圍光譜分辨率優(yōu)于3nm；短波紅外范圍光譜分辨率優(yōu)于7nm；c)光譜采集視角為1°~25°;d)地物光譜儀性能穩(wěn)定，配帶工作筆記本電腦、標準白板、鹵素燈和測試軟件。7.2測量環(huán)境土壤樣品高光譜測量在常溫暗室中進行。7.3樣品裝載將土壤樣品置于直徑為10cm，深度為2cm的玻璃器皿內，待樣品裝滿后將表面刮平。7.4儀器調試地物光譜儀的調試應符合以下要求：a)啟動地物光譜儀，連接工作筆記本電腦，預熱1h；b)鹵素燈作為光源，距土壤樣品表面50cm，天頂角為45o;c)地物光譜儀探頭視場角為25o。d)啟動測試軟件，按照設備使用手冊設置高光譜數據存儲文件夾、文件名稱和文件號。7.5測試優(yōu)化啟動測試軟件，將地物光譜儀探頭垂直對準標準白板，待得到的光譜反射率值為1.0的直線時，完成優(yōu)化。7.6高光譜數據采集操作人員著深色服裝，將地物光譜儀探頭至待測土壤樣品的表面距離為15cm。每次測定之前，去除暗電流并測定標準白板。測量時轉動玻璃器皿3次，每次轉動角度為90o,獲取4個方向的土樣高光譜數據，每個方向保存5條光譜曲線。數據采集記錄表見附錄A。7.7光譜反射率處理采用斷點校正、多元散射校正、邊緣波段去除、平滑去噪的方法對光譜反射率進行處理。8有機質含量估測模型8.1相關分析將處理后的光譜反射率和測定的土壤有機質含量進行相關分析，篩選出敏感的波段。8.2估測模型3DB50/T1449-2023從所有測試的土壤樣品中隨機抽取70％的樣本數用于建立估測模型。將篩選出的敏感波段的光譜反射率作為自變量，土壤樣品有機質含量（Organicmattercontent,O.M.C）作為因變量，利用多元線性回歸方法構建土壤有機質含量的高光譜估測模型。O.M.Ca0a1R1a2R2...anRn………（1）式中：O.M.C——土壤有機質含量(%);ai——模型方程回歸系數，i為0,1,2......n；Ri——敏感波段的光譜反射率，i為1,2......n。8.3模型驗證利用未參與建模的30％的樣本數進行模型驗證。將敏感波段的光譜反射率代入式（1），計算得出預測的土壤有機質含量（O.M.C）。按式（2）和式（3），計算驗證樣本的決定系數（R2）和相對均方根誤差（RMSE）。(O.M.CiO..Ci)2R2(1i1 (O.M.CiO..C)2i1RMSEnniO.M.Ci)2i1n……式中：O.M.Ci表示實測值，O.M.C表示預測值，O.M.Ci表示實測值平均值，n表示樣本數。8.4模型評價土壤驗證樣本決定系數R2大于70%，預測模型有效。否則