ICS65.020

CCSB30

DB50

重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB50/T1449—2023

茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜估測(cè)技術(shù)規(guī)程

2023-07-10發(fā)布2023-10-10實(shí)施

重慶市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB50/T1449-2023

前??言

本文件按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由重慶市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會(huì)提出、歸口并組織實(shí)施。

本文件起草單位：重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、重慶文理學(xué)院、北京市農(nóng)業(yè)信息技術(shù)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。

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DB50/T1449-2023

茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜估測(cè)技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量高光譜估測(cè)的土壤樣品采集、土壤樣品制備、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定、

樣品高光譜測(cè)量和有機(jī)質(zhì)含量估測(cè)模型。

本文件適用于茶園土壤有機(jī)質(zhì)的高光譜估測(cè)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(cè)第1部分:土壤樣品的采集、處理和貯存

NY/T1121.6土壤檢測(cè)第6部分:土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定

3術(shù)語(yǔ)和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

4土壤樣品采集

4.1采集工具

取土器、取樣袋、記號(hào)筆、GPS定位儀。

4.2采集方法

茶園土壤樣本采集應(yīng)符合NY/T1121.1中的要求。

4.3樣品數(shù)量

土壤樣品采集數(shù)量不少于100個(gè)。

5土壤樣品制備

土壤樣品的制備方法應(yīng)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(jī)質(zhì)含量的測(cè)定，1份用于高光譜數(shù)據(jù)的采集。

6有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定

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土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用NY/T1121.6中的方法。

7樣品高光譜測(cè)量

7.1地物光譜儀

地物光譜儀的性能應(yīng)滿足以下要求：

a)譜段范圍為可見光-短波紅外，波長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)白板、鹵素?zé)艉蜏y(cè)試軟件。

7.2測(cè)量環(huán)境

土壤樣品高光譜測(cè)量在常溫暗室中進(jìn)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(nèi)，待樣品裝滿后將表面刮平。

7.4儀器調(diào)試

地物光譜儀的調(diào)試應(yīng)符合以下要求：

a)啟動(dòng)地物光譜儀，連接工作筆記本電腦，預(yù)熱1h；

b)鹵素?zé)糇鳛楣庠?，距土壤樣品表?0cm，天頂角為45o；

c)地物光譜儀探頭視場(chǎng)角為25o。

d)啟動(dòng)測(cè)試軟件，按照設(shè)備使用手冊(cè)設(shè)置高光譜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件夾、文件名稱和文件號(hào)。

7.5測(cè)試優(yōu)化

啟動(dòng)測(cè)試軟件，將地物光譜儀探頭垂直對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)白板，待得到的光譜反射率值為1.0的直線時(shí)，

完成優(yōu)化。

7.6高光譜數(shù)據(jù)采集

操作人員著深色服裝，將地物光譜儀探頭至待測(cè)土壤樣品的表面距離為15cm。每次測(cè)定之前，去

除暗電流并測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)白板。測(cè)量時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃器皿3次，每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90o，獲取4個(gè)方向的土樣高

光譜數(shù)據(jù)，每個(gè)方向保存5條光譜曲線。數(shù)據(jù)采集記錄表見附錄A。

7.7光譜反射率處理

采用斷點(diǎn)校正、多元散射校正、邊緣波段去除、平滑去噪的方法對(duì)光譜反射率進(jìn)行處理。

8有機(jī)質(zhì)含量估測(cè)模型

8.1相關(guān)分析

將處理后的光譜反射率和測(cè)定的土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)分析，篩選出敏感的波段。

8.2估測(cè)模型

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從所有測(cè)試的土壤樣品中隨機(jī)抽取70％的樣本數(shù)用于建立估測(cè)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(jī)質(zhì)含量（Organicmattercontent,O.M.C）作為因變量，利用多元線

性回歸方法構(gòu)建土壤有機(jī)質(zhì)含量的高光譜估測(cè)模型。

O.M.Ca0a1R1a2R2...anRn………（1）

式中：

O.M.C——土壤有機(jī)質(zhì)含量（％）；

ai——模型方程回歸系數(shù)，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(yàn)證

利用未參與建模的30％的樣本數(shù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。將敏感波段的光譜反射率代入式（1），計(jì)算得

出預(yù)測(cè)的土壤有機(jī)質(zhì)含量（O.M.C）。按式（2）和式（3），計(jì)算驗(yàn)證樣本的決定系數(shù)（R2）和相對(duì)均

方根誤差（RMSE）。

n

(O.M.CO.M.C)2

ii

R2(1i1………（2）

n

(O.M.CO.M.C)2

i

i1

n

(O.M.CO.M.C)2

ii

RMSEi1……（3）

n

式中：O.M.Ci表示實(shí)測(cè)值，O.M.C表示預(yù)測(cè)值，O.M.Ci表示實(shí)測(cè)值平均值，n表示樣本數(shù)。

8.4模型評(píng)價(jià)

土壤驗(yàn)證樣本決定系數(shù)R2大于70%，預(yù)測(cè)模型有效。否則，增加土壤取樣數(shù)量，以提高模型預(yù)測(cè)

精度。

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附錄A

（資料性）

地物光譜采集記錄表

表A.1規(guī)定了地物光譜采集記錄指標(biāo)。

表A.1地物光譜采集記錄表

日期：設(shè)備型號(hào)：波長(zhǎng)范圍：視場(chǎng)角：標(biāo)定日期：

操作員:記錄員：預(yù)處理人：審核人：

測(cè)量方式

文件名采集時(shí)間目標(biāo)名