基于SPA和PLS的南疆绿洲区土壤盐分的近红外光谱分析

作     者：张楠楠 张晓 施明登 范泽华 王涛 白铁成 

作者机构：塔里木大学信息工程学院/中国农业科学院农业信息研究所新疆南疆农业信息化研究中心新疆阿拉尔843300 

出 版 物：《江苏农业科学》 (Jiangsu Agricultural Sciences)

年 卷 期：2018年第46卷第15期

页      面：218-221页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:61362026) 国家自然科学基金青年科学基金(编号:61501314) 塔里木大学校长基金(编号:TDZKQN201506) 塔里木大学现代农业工程重点实验室项目(编号:TDNG20150503) 

主　　题：光谱预处理 土壤盐分 连续投影算法 PLS建模 

摘      要：应用近红外光谱技术结合连续投影算法(SPA)对南疆绿洲区土壤盐分进行分析,对92份土壤样品进行光谱扫描,应用不同预处理方法,以相关系数(r)、交互验证预测均方差(RMSECV)、预测标准差(SEP)、准确率(Precision)作为模型评价指标。首先建立土壤盐分预测的全波段偏最小二乘法(PLS)模型,13种预处理方法中卷积平滑(savitzky golay smoothing,简称SG平滑)、傅里叶变换、SG平滑+傅里叶变换的模型最好,SEP、RMSECV、r、Precision分别为0.019 876、0.024 978、0.982 686、0.965 362。同时应用SPA提取特征波长作为PLS的输入变量,建立SPA-PLS模型,13种预处理方法中傅里叶变换处理方式的模型较好,SEP、RMSECV、r、Precision分别为0.016 931、0.016 769、0.987 467、0.968 915。结果表明,经连续投影算法提取6个特征波长建立的模型,所用变量数仅占全波段变量数的0.38%,但SPA-PLS模型优于全波段的PLS模型。说明应用连续投影算法和PLS建立土壤盐分模型是可行的,并能获得满意的预测精度,可为土壤盐分预测模型研究提供一种新的思路和方法。