The invention discloses a method for hyperspectral detection technology of coal gangue filling reclamation reconstruction based on soil heavy metal content, which comprises the following steps: field sampling; sample spectral curve; data processing; estimating model inversion of soil heavy metal content; construction of partial least squares regression model; finally, using partial least squares regression model test of coal gangue reconstructing soil heavy metal content. With the invention of the traditional multiple linear regression analysis method compared to solve the problem of multicollinearity multivariate linear regression method faces, can generalize the spectral information, and easier to identify system information and noise, thus more accurate quantitative inversion of heavy metals content; investigation and monitoring of the large area, for soil heavy metal pollution the reclamation area of the low cost determination provides a simple and rapid method, provide technical means for ensuring mine reclamation crop safety, and promote the development and application of hyperspectral remote sensing technology.
【技术实现步骤摘要】
基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法
本专利技术涉及的是土壤重金属含量的检测方法,尤其涉及的是一种基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法。
技术介绍
煤炭开采过程中产生的煤矸石可作为基质充填塌陷区,但其所携带的重金属元素会影响土壤的安全性。一方面,重金属对土壤的污染是短期不可逆的,并且可能会通过食物链进入人体;另一方面,土壤复杂的空间异性质使得对土壤重金属的空间分布及空间相关性进行定量化检测难度增大。随着高光谱遥感技术的发展,其以光谱分辨率高、波段多且连续性强等特点为定量预测分析土壤重金属污染提供了强有力的工具,为矿区复垦地土壤重金属污染的大面积、低成本的调查与监测提供一种简单、快速的测定方法,为保障矿区复垦地作物安全提供技术手段,并促进高光谱遥感技术的发展和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法,从而实现土壤重金属含量的间接测定。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法,包括以下步骤:(1)现场采样:在煤矸石充填复垦区,随机选取采样点,按照设定的取土深度,以梅花桩式在每个采样点采集多个样本,将多个样本随机划分预测集样品和校正集样品;(2)采集样品光谱曲线:利用地物光谱仪采集样品的光谱曲线图形;(3)数据处理:将光谱曲线图形转换为光谱反射率数据,并导出;(4)建模:A、分别对预测集样品的光谱反射率数据进行取平均、倒数对数、一阶微分、二阶微分变换,然后利用皮尔森相关系数的计算公式, ...
【技术保护点】
一种基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)现场采样:在煤矸石充填复垦区,随机选取采样点,按照设定的取土深度采集多个样本,将多个样本随机划分预测集样品和校正集样品;(2)采集样品光谱曲线:利用地物光谱仪采集样品的光谱曲线图形;(3)数据处理:将光谱曲线图形转换为光谱反射率数据,并导出;(4)建模:A、分别对预测集样品的光谱反射率数据进行取平均、倒数对数、一阶微分、二阶微分变换,然后利用皮尔森相关系数的计算公式,将变换后的各波段光谱反射率数据与土壤样品重金属元素的浓度进行双变量相关分析,所述土壤样品重金属元素的浓度采用常规方法测定,皮尔森相关系数计算公式如下:
【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱技术检测煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)现场采样:在煤矸石充填复垦区,随机选取采样点,按照设定的取土深度采集多个样本,将多个样本随机划分预测集样品和校正集样品;(2)采集样品光谱曲线:利用地物光谱仪采集样品的光谱曲线图形;(3)数据处理:将光谱曲线图形转换为光谱反射率数据,并导出;(4)建模:A、分别对预测集样品的光谱反射率数据进行取平均、倒数对数、一阶微分、二阶微分变换,然后利用皮尔森相关系数的计算公式,将变换后的各波段光谱反射率数据与土壤样品重金属元素的浓度进行双变量相关分析,所述土壤样品重金属元素的浓度采用常规方法测定,皮尔森相关系数计算公式如下:ri——光谱反射率或其他变化形式与土壤重金属含量的相关系数;i——波段序号;cov(Xi,Y)——指第i个波段土壤光谱反射率和土壤重金属含量这两个变量之间的协方差;——指第i个波段光谱反射率的方差;——指土壤重金属含量的方差;B、敏感波段的选取:以相关系数ri最大时所对应的变换方法为最优变换,同时,取相关系数ri最大时对应的...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐良骥,刘曙光,朱小美,李青青,许正刚,姚军,
申请(专利权)人:安徽理工大学,淮南创大实业有限责任公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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