[發明專利]基于可見光近紅外光譜技術的土壤銅含量估算方法

在審

• 申請號: 201510013946.6
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104596957A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 呂杰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 曹宇飛

1.一種基于可見光近紅外光譜技術的土壤銅含量估算方法，由以下步驟：

(1)土壤樣本的采集

在尾礦區域農田內采集土壤表層樣本作為參考土壤，分為n份，n≥10，去除雜質；

(2)可見光近紅外光譜測定

用光譜儀獲取每份參考土壤的反射率光譜數據，波譜范圍為350～2500nm；

(3)光譜的預處理

對參考土壤的反射率光譜中的可見光近紅外反射率光譜進行包絡線去除，得到包絡線去除之后的參考土壤的可見光近紅外反射率光譜；

(4)土壤銅含量參考值的測定

采用火焰原子吸收分光光度法對每份參考土壤中的總銅含量進行測定，得到每份參考土壤的銅含量參考值；

(5)估算模型的建立

采用小波神經網絡建立包絡線去除后的可見光近紅外反射率光譜與參考土壤銅含量參考值之間的估算模型，其中小波神經網絡公式如下：

yj=Σi=1Mwjiψi(x1,x2,x3,...,xNi)+yj‾i=1,2,...,M;j=1,2,...,N0---(1)]]>

式中，ψ_i(x₁,x₂,x₃,...,x_Ni)是多維小波函數，

ψi(x1,x2,x3,...,xNi)=Πk=1Niψ(xkwik-tikλik)k=1,2,...,N;i=1,2,3,...,M---(2)]]>

表示Morlet小波函數；????(3)

N_i代表輸入層的數目，w_ik表示網絡連接權重，t_ik表示伸縮因子，λ_ik表示平移因子，k表示輸入層數，i表示隱含層層數；

w_ji是連接第i個隱含層的小波神經元與第j個輸出結點的輸出權重系數，需要一個偏差值來處理非零均值函數；

(6)未知樣本土壤的銅含量估算

測量未知樣本土壤的反射率光譜，經步驟(3)的預處理后，將所得光譜參數輸入到步驟(5)的估算模型中，即可估算出未知土壤樣本的銅含量。