[發明專利]一種礦區復墾場地有毒有害元素室內光譜分層測量方法

在審

• 申請號: 201410842521.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104596943A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 董霽紅;許吉仁;卞正富;程偉;于敏
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

1.一種礦區復墾場地有毒有害元素室內光譜分層測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）礦區復墾場地土壤建模樣品采集：復墾場地土壤建模樣品可以根據其復墾工藝、充填材料的不同劃分為多個土層，針對采煤塌陷地煤礦區充填復墾場地可以劃分為0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80cm、≥80cm五個土層；依據混合土樣和特殊土樣的采集原則，分層取樣，確定建模樣品的采樣單元、樣點數和采樣剖面，采用四分法取土，經風干、研磨、過篩后分層裝樣；

（2）建模樣品高光譜數據采集：設置高光譜儀的波長范圍，于暗室中分層采集土壤高光譜數據；

（3）建模樣品光譜數據預處理：對采集的原始光譜數據進行背景去除、去噪聲、斷點修正、平滑處理、標準正態變量變換、光譜微分技術以及連續統去除處理；

（4）建模樣品有毒有害元素參考值測定：按照標準分析方法分層測定建模土壤樣品中有毒有害元素含量；

（5）有毒有害元素脅迫敏感光譜波段選擇：將測定的建模樣品有毒有害元素參考值與進行預處理和特征變化后的高光譜數據進行相關性分析，選取相關性最大的礦區復墾場地土壤有毒有害元素脅迫敏感波段；

（6）模型的建立：對于提取的特征參數，為了避免特征參數自身的相關性，采用主成分分析方法篩選出最優光譜特征參數；

（7）模型穩定性和預測能力評價：通過決定系數R²和皮爾遜相關系數p分別評價模型的穩定性以及模型的預測能力，根據實際生產中的誤差要求，對模型進行校正；

（8）模型應用：按照步驟（2）和（3）采集高光譜數據并進行預處理，用經驗證的校正模型對礦區復墾場地土壤有毒有害元素進行定量分層檢測。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述步驟（2）中波長范圍為350~2500nm。

3.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述步驟（5）中相關性分析采用單波段統計分析或多元統計分析。

4.根據權利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述的單波段統計分析為原始光譜單波段分析、連續統去除后單波段分析和標準正態變量變換后單波段分析中的一種。

5.根據權利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述的多元統計分析為多元線性回歸、偏最小二乘回歸、最小二乘-支持向量機回歸及人工神經網絡方法中的一種或幾種。