土壤修复的施肥配比确定方法和系统技术方案

本申请提供了一种土壤修复的施肥配比确定方法和系统，涉及土壤改良及地力提升技术领域，包括：获取目标土壤的红外光谱信息和辅助光谱信息，并在红外光谱信息和辅助光谱信息中确定目标土壤中一种或多种目标元素分别对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息；根据目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定目标元素对应的线性回归系数分布；根据线性回归系数分布、目标元素对应的测试主光谱信息、和目标元素的标准主光谱信息，确定目标元素的初始测试含量；对目标元素的初始测试含量进行处理，得到目标元素的最终测试含量；根据各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的各目标元素的预期含量确定对目标土壤进行修复的施肥配比。修复的施肥配比。修复的施肥配比。

【技术实现步骤摘要】
土壤修复的施肥配比确定方法和系统


[0001]本申请涉及土壤改良及地力提升
，尤其涉及一种土壤修复的施肥配比确定方法和系统。

技术介绍

[0002]土壤污染问题严重，进行土壤修复和提升地力对可持续发展至关重要。
[0003]目前常见的土壤修复或改良方式包括：使用土壤改良剂、优化肥料化学分子、通过将多种肥料混合形成混合肥料等等，其中，通过形成混合肥料对土壤进行施肥对土壤修复和提升地力有良好的效果。但是，确定混合肥的肥料配比的自动化程度不高，尤其针对环境问题和/或污染问题较为复杂的土壤，采用现有方法确定的用于土壤修复的施肥配比的精确度较低。因此，如何提高确定的土壤修复的施肥配比的精确度是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决基于目前的方法确定对土壤修复的施肥配比时，精确度较低的问题，本申请提供一种土壤修复的施肥配比确定方法和系统。
[0005]第一方面，本申请提供一种土壤修复的施肥配比确定方法，所述方法包括：获取目标土壤的红外光谱信息和辅助光谱信息，并在所述红外光谱信息和辅助光谱信息中确定所述目标土壤中一种或多种目标元素分别对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，其中，所述辅助光谱信息包括紫外光谱信息和X荧光光谱信息中的至少一个；针对各目标元素，根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定所述目标元素对应的线性回归系数分布；根据所述线性回归系数分布、所述目标元素对应的测试主光谱信息、和所述目标元素的标准主光谱信息，确定所述目标元素的初始测试含量；对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量；根据所述各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的所述各目标元素的预期含量确定对所述目标土壤进行修复的施肥配比。
[0006]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定所述目标元素对应的线性回归系数分布，包括：根据如下公式获取所述目标元素对应的测试主光谱信息中各波数位置对应的线性回归系数：其中，为各波数位置对应的线性回归系数，为所述测试主光谱信息中所述各波数位置处的光谱强度，为所述测试主光谱信息中的最大光谱强度，为所述测试副光谱信息中所述各波数位置处的光谱强度，为所述测试副光谱信息中的最大光谱强度，e为自然常数，为在所述测试副光谱信息中典型元素对目标元素的光谱强度
的影响权重，m1为第一线性回归修正系数，m2为第二线性回归修正值；基于多个波数位置和所述多个波数位置分别对应的线性回归系数，得到所述目标元素对应的线性回归系数分布。作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述线性回归系数分布、所述目标元素对应的测试主光谱信息、和所述目标元素的标准主光谱信息，确定所述目标元素的初始测试含量，包括：根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和所述目标元素的标准主光谱信息，获取所述目标元素的修正测试主光谱信息；基于所述线性回归系数分布对所述修正测试主光谱信息进行处理，获取所述目标元素的初始测试含量。
[0007]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和所述目标元素的标准主光谱信息，获取所述目标元素的修正测试主光谱信息，包括：根据如下公式对所述目标元素对应的测试主光谱信息进行处理：其中，为所述修正测试主光谱信息中的光谱强度，为测试主光谱信息中的修正光谱强度，为所述标准主光谱信息中的最大修正光谱强度，为所述标准主光谱信息中的修正光谱强度；其中，其中，为所述测试主光谱信息中波数处的光谱强度，为对应的权重系数，为的偏导值，为对应的权重系数，为所述目标元素的标准主光谱信息中波数处的光谱强度，为对应的权重系数，为的偏导值，为对应的权重系数。
[0008]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述基于所述线性回归系数分布对所述修正测试主光谱信息进行处理，获取所述目标元素的初始测试含量，包括：在所述修正测试主光谱信息中确定所述目标元素对应的波数位置处的光谱强度，以及根据所述目标元素对应的线性回归系数分布确定所述目标元素对应的波数位置处的目标线性回归系数；根据所述目标元素的光谱强度和所述目标线性回归系数确定所述目标元素的初始测试含量。
[0009]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述目标元素的光谱强度和所述目标线性回归系数确定所述目标元素的初始测试含量，包括：根据如下公式确定所述目标元素的初始测试含量：其中，为所述目标元素的初始测试含量，为所述修正测试主光谱信
息中所述目标元素在波数的波数位置处的光谱强度，为所述目标元素在波数的波数位置处的线性回归系数，为所述标准主光谱信息中所述目标元素在波数为的波数位置处的修正光谱强度。
[0010]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量，包括：获取所述目标土壤的含水量、当前环境气候条件、和预设时间段内的平均温度；根据所述目标土壤的含水量、所述当前环境气候条件、和所述预设时间段内的温度，对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量。
[0011]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述目标土壤的含水量、所述当前环境气候条件、和所述预设时间段内的温度，对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量，包括：根据如下公式确定所述目标元素的最终测试含量：其中，为所述目标元素的最终测试含量，为所述预设时间段内的平均温度，为对应的权重系数，为目标土壤的含水量，为对应的权重系数，为所述目标元素的初始测试含量，为对应的权重系数，为当前环境气候条件对应的修正值。
[0012]作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述根据所述各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的所述各目标元素的预期含量确定对所述目标土壤进行修复的施肥配比，包括：根据所述各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的所述各目标元素的预期含量，确定至少一种目标肥料；根据所述至少一种目标肥料中所述各目标元素的实际含量，确定各目标肥料的施撒量；根据所述各目标肥料的施撒量确定对所述目标土壤进行修复的施肥配比。
[0013]第二方面，本申请提供一种土壤修复的施肥配比确定系统，包括：采集模块，用于获取目标土壤的红外光谱信息和辅助光谱信息，并在所述红外光谱信息和辅助光谱信息中确定所述目标土壤中一种或多种目标元素分别对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，其中，所述辅助光谱信息包括紫外光谱信息和X荧光光谱信息中的至少一个；修正模块，用于针对各目标元素，根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定所述目标元素对应的线性回归系数分布；处理模块，用于根据所述线性回归系数分布、所述目标元素对应的测试主光谱信息、和所述目标元素的标准主光谱信息，确定所述目标元素的初始测试含量；所述处理模块，还用于对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量；确定模块，用于根据所述各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的所述...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤修复的施肥配比确定方法，其特征在于，包括：获取目标土壤的红外光谱信息和辅助光谱信息，并在所述红外光谱信息和辅助光谱信息中确定所述目标土壤中一种或多种目标元素分别对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，其中，所述辅助光谱信息包括紫外光谱信息和X荧光光谱信息中的至少一个；针对各目标元素，根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定所述目标元素对应的线性回归系数分布；根据所述线性回归系数分布、所述目标元素对应的测试主光谱信息、和所述目标元素的标准主光谱信息，确定所述目标元素的初始测试含量；对所述目标元素的初始测试含量进行处理，得到所述目标元素的最终测试含量；根据所述各目标元素的最终测试含量、目标种植作物所需的所述各目标元素的预期含量确定对所述目标土壤进行修复的施肥配比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和测试副光谱信息，确定所述目标元素对应的线性回归系数分布，包括：根据如下公式获取所述目标元素对应的测试主光谱信息中各波数位置对应的线性回归系数：其中，为各波数位置对应的线性回归系数，为所述测试主光谱信息中所述各波数位置处的光谱强度，为所述测试主光谱信息中的最大光谱强度，为所述测试副光谱信息中所述各波数位置处的光谱强度，为所述测试副光谱信息中的最大光谱强度，e为自然常数，为在所述测试副光谱信息中典型元素对目标元素的光谱强度的影响权重，m1为第一线性回归修正系数，m2为第二线性回归修正值；基于多个波数位置和所述多个波数位置分别对应的线性回归系数，得到所述目标元素对应的线性回归系数分布。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述线性回归系数分布、所述目标元素对应的测试主光谱信息、和所述目标元素的标准主光谱信息，确定所述目标元素的初始测试含量，包括：根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和所述目标元素的标准主光谱信息，获取所述目标元素的修正测试主光谱信息；基于所述线性回归系数分布对所述修正测试主光谱信息进行处理，获取所述目标元素的初始测试含量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标元素对应的测试主光谱信息和所述目标元素的标准主光谱信息，获取所述目标元素的修正测试主光谱信息，包括：根据如下公式对所述目标元素对应的测试主光谱信息进行处理：其中，为所述修正测试主光谱信息中的光谱强度，为测试主光谱信息中的修正光谱强度，为所述标准主光谱信息中的最大修正光谱强度，为所述标准主光谱信息中的修正光谱强度；
其中，，；为所述测试主光谱信息中波数处的光谱强度，为对应的权重系数，为的偏导值，为对应的权重系数，为所述目标元素的标准主光谱信息中波数处的光谱强度，为对应的权重系数，为的偏导值，为对应的权重系数。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基于所述线性回归系数分布对所述修正测试主光谱信息进行处理，获取所述目标元素的初始测试含量，包括：在所述修正测试主光谱信息中确定所述目标元素对应的波数位置处的光谱强度，以及根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫志群，徐荣福，孔全存，张鑫博，刘荟达，李慧宇，杜中伟，李瑞涛，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：