一种土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法技术

本发明专利技术涉及一种反射光谱在生态环境领域的应用，尤其是涉及一种土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法。通过采集研究区土壤样品并测定镉元素含量，并获取其反射光谱，采用一阶微分进行光谱变换，使用影像光谱的波长范围，通过随机变异和Kennard

【技术实现步骤摘要】
一种土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法


[0001]本专利技术涉及一种反射光谱在生态环境领域的应用，尤其是涉及一种土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法。

技术介绍

[0002]2019年，镉及镉化合物被列入有毒有害水污染物。环境中的镉元素主要来源于地壳和工业污染，植物食品由于其对镉元素的吸收性，极易吸收来自冶金、冶炼、陶瓷、电镀工业及化学工业等排除的“三废”。研究表示，镉元素通过废水、废弃物排入环境，含镉工业废弃扩散并自然沉降，蓄积于工厂周围的土壤中，铅锌矿的选矿废水和有关工业废水排入地面水或渗入地下水，再通过灌溉、种植等途径污染农作物。随着绿色工业革命理念的提出，镉元素扩散到环境造成污染环境这一问题成为亟需解决的问题之一。此外，国际癌症研究机构已将镉归类为人类致癌物，也将对人类造成严重的健康损害。研究表明，在过去30年中，环境中镉元素来源、水平和分布的相关研究数量不断增长。因此，如何定量分析研究区土壤镉元素含量对相关技术方法的进一步研究有着重要意义，同时也可以为研究镉元素的分布提供技术支撑。
[0003]传统土壤镉污染监测主要采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采集研究区土壤样品；（2）采用电感耦合等离子质谱仪测试样品的土壤镉元素含量；（3）使用地物光谱仪获取样品反射光谱；（4）对反射光谱进行平滑处理，使用一阶微分技术进行光谱变换控制基线效应；（5）使用影像光谱的波长范围，通过随机变异和Kennard
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Stone算法挑选训练和测试样本；（6）采用灰狼优化算法进行波段选择获取最优波长组合，结合神经网络构建土壤镉元素定量反演模型；（7）运于CASI/SASI航空高光谱遥感影像，对研究区土壤镉元素含量进行定量反演。2.根据权利要求1所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步骤（1）中采集研究区土壤样品为：每个研究区采样点50 m范围内采用梅花形布设5处子采样点，去除样品中石块、杂草、树根杂质后采用四分法合成一个混合样，每个样品重量大于1 kg；将样品风干、研磨和过200目筛，分成两个子样品，其中一个子样品用于步骤（3）反射光谱测量，另一个子样品用于步骤（2）土壤镉元素含量分析。3.根据权利要求1所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步骤（2）中电感耦合等离子质谱仪采用NexIoN 350x型/CSY
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066。4.根据权利要求1所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步骤（3）中地物光谱仪采用SVC HR1024地物光谱仪。5.根据权利要求4所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步骤（3）为：将样品放于盛样器皿内，将表面刮平；使用卤素灯作为光谱测量光源，测量前用白色参考板辐射定标，使用地物光谱仪获取样品光谱，波长范围为350nm~2500nm，地物光谱仪的光纤与样品距离为5~10cm，光纤视场角为25
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。6.根据权利要求1所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步骤（4）中，使用一阶微分技术用于校正光谱中的基线效应，以消除非化学效应并建立稳健的校正模型；一阶微分公式表示如下：其中，指处的一阶微分，为下一个采样波段的反射率，是上一个采样波段的反射率，是采样间隔。7.根据权利要求1所述的土壤镉元素含量的高光谱遥感定量反演方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄照强，王明威，倪斌，张亚龙，朱富晓，江淼，
申请(专利权)人：中国冶金地质总局矿产资源研究院，
类型：发明
国别省市：