[發明專利]土壤有機質測定方法及測定系統

在審

• 申請號: 202210205744.1
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114486786A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 曹世偉;奚霄松;秦華;宋路奇;韓曉麗;王潔
• 申請（專利權）人: 上海園林綠化建設有限公司;浙江農林大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01;G01S19/14;G06F17/13;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 劉子鈺

本發明提出了土壤有機質測定方法及測定系統，樣品采集單元用于依據土壤類型和位置采集土壤樣品，并采用GPS記錄采樣位置的信息；高光譜數據測量單元用于對采集的土壤樣本進行反射光譜測量，獲得土壤樣本的反射光譜數據，并存儲在所述數據庫中；處理器用于剔除反射光譜數據中的異常值，對剔除所述異常值后的土壤樣本的反射光譜進行變換，對建模需要的特征波段進行選擇；模型構建單元用于構建特征波段的反射光譜數據與有機質含量之間的估測模型。本發明應用時，能快速的分析土壤有機質含量，低成本，且能提升分析精度，對于減少數據量，尤其是去除冗余信息起到了很好的作用，能夠快速估算土壤中的有機質含量。

技術領域

本發明涉及一種土壤中有機質的測定技術領域，具體涉及土壤有機質測定方法及測定系統。

背景技術

土壤是農業生產中重要的自然資源，與人類生產活動有著極為密切的關系。農作物的生長離不開土壤，土壤為農作物提供各種營養成分，但土壤中的養分分布不均勻且處于動態之中，另外，我國目前的施肥技術大多還停留在經驗施肥階段，生產中存在著較多肥料施用不合理及肥料利用率低等現象，直接影響了作物的生長發育，同時，對環境也造成了一定的污染。因此，采用先進的農業生產技術準確及時的獲取土壤中的養分含量信息，可為肥料合理利用和作物精確栽培管理提供依據和參考。

全氮、有機質作為土壤主要養分含量，對作物生長具有非常重要的作用。具體來講，全氮是衡量土壤氮素供應狀況和評價作物的氮素營養狀況的重要指標，其豐缺直接影響作物的產量；有機質的含量大小是評估土壤肥力水平的一項重要指標，其對全球碳平衡過程有著至關重要的作用。利用傳統的實驗室化驗分析方法提取土壤全氮和有機質含量的過程操作繁瑣，既費時又費力，不能準確及時應用到實際生產中，并且存在一定程度的污染和浪費。高光譜遙感技術作為重要的監測手段之一，可以快速、無損地收集土壤信息，獲取的數據量大，同時包含多方面的信息，能夠對多種土壤養分及影響因素同時進行分析研究，構建不同的養分估測模型，對土壤信息快速準確獲取具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了土壤有機質測定方法，包括如下步驟：

步驟一，土壤樣品采集及土壤樣品高光譜測定，獲得土壤樣本的反射光譜數據；

步驟二，數據分析，剔除反射光譜數據中的異常值，對剔除所述異常值后的土壤樣本的反射光譜進行變換，對建模需要的特征波段進行選擇；

步驟三，構建特征波段的反射光譜數據與有機質含量之間的估測模型。

進一步地，采用垂線圖示法剔除所述異常值，利用界限參數M，構建垂線圖的垂線延伸的邊緣：

M＝med h(p_i,p_j),p_i≤m≤p_j；

式中：h(p_i,p_j)＝{p₁,p₂,…,p_n}為按升序排列的樣本序列，med為求取中位數函數，m為樣本序列的中位數。

進一步地，當p_i≠p_j時，

當p_i＝p_j＝m時，n₁＜n₂＜…＜n_k表示與中位數相等的樣本序號，

進一步地，所述步驟二中，基于最小二乘的Savitzky-Golay平滑濾波去除光譜噪聲，設光譜曲線為t次多項式，其中t為自然數，其公式為：