亚森江喀哈尔:优化光谱指数的露天煤矿区土壤重金属含量估算论文

亚森江喀哈尔:优化光谱指数的露天煤矿区土壤重金属含量估算论文

本文主要研究内容

作者亚森江喀哈尔,茹克亚萨吾提,尼加提卡斯木,尼格拉塔什甫拉提,张飞,阿不都艾尼阿不里,师庆东(2019)在《优化光谱指数的露天煤矿区土壤重金属含量估算》一文中研究指出:光谱学提供了对土壤中许多元素进行定量分析和快速无损检测的方法。可见光和近红外反射光谱(Vis-NIR)为研究土壤重金属污染提供了一个有用的工具。于新疆准东露天煤矿区采集51个0~10 cm深度的土壤样品,在实验室中分别测定样品的有机质(SOM)含量、重金属砷(As)含量与高光谱;使用基于JAVA语言自主开发的两波段组合软件V1.0(No:2018R11S177501)计算不同高光谱数据变换形式(原始反射率(R),倒数(1/R),对数(lgR)和平方根■下Vis-NIR区域(400~2 400 nm)所有两波段组合得到的优化光谱指数(NPDI)与As的相关性,在最优光谱指数(|r|≥0.73和p=0.001)中通过变量重要性准则(VIP)进一步筛选VIP≥1的指数作为模型自变量,基于地理加权回归(GWR)模型估算As含量并使用四个交叉验证度量标准:相对分析误差(RPD),决定系数(R2),均方根误差(RMSE)和最小信息准则(ACI)评价模型精度,从而探讨优化光谱指数方法应用于高光谱检测露天煤矿区土壤重金属砷含量的可行性。结果表明:(1)研究区As含量离散度较高,所有样品中SOM含量均小于2%,且As含量与SOM含量在0.01的显著性水平上无显著相关性(|r|=0.113)。(2)As含量与单波段光谱反射率的相关性很低(|r|≤0.228),而通过■计算的NPDIs与As含量的相关性在近红外(NIR, 780~1 100 nm)和短波红外(SWIR, 1 100~1 935 nm)光谱中发现最高的相关系数和最低的p值(|r|≥0.73和p=0.001),在长波近红外(LW-NIR)区域基于R形成的NPDIs与As含量相关性最高(|r|=0.74)。(3)VIP方法分别筛选NPDIR(1 417/1 246), NPDI1/R(799/953, 825/947)、 NPDIsqrt-R(1 023/1 257, 1 008/1 249, 1 021/1 250, 1 020/1 247)和NPDIlgR(801/953, 811/953, 817/951, 825/947, 828/945)为GWR模型自变量。(4)从4个预测模型的表现可以看出, Model-a(R)与其他三个模型■和Model-d(lgR))相比,它具有最高的验证系数(R2=0.831, RMSE=4.912μg·g-1, RPD=2.321)和最低的最小信息准则值(AIC=179.96)。优化光谱指数NPDIR(1 417/1 246)有助于快速准确地估算As含量,为进一步获取地表土壤重金属污染分布信息提供理论支持和应用参考,促进露天煤矿区环境污染快速有效调查和生态可持续发展。

Abstract

guang pu xue di gong le dui tu rang zhong hu duo yuan su jin hang ding liang fen xi he kuai su mo sun jian ce de fang fa 。ke jian guang he jin gong wai fan she guang pu (Vis-NIR)wei yan jiu tu rang chong jin shu wu ran di gong le yi ge you yong de gong ju 。yu xin jiang zhun dong lou tian mei kuang ou cai ji 51ge 0~10 cmshen du de tu rang yang pin ,zai shi yan shi zhong fen bie ce ding yang pin de you ji zhi (SOM)han liang 、chong jin shu shen (As)han liang yu gao guang pu ;shi yong ji yu JAVAyu yan zi zhu kai fa de liang bo duan zu ge ruan jian V1.0(No:2018R11S177501)ji suan bu tong gao guang pu shu ju bian huan xing shi (yuan shi fan she lv (R),dao shu (1/R),dui shu (lgR)he ping fang gen ■xia Vis-NIRou yu (400~2 400 nm)suo you liang bo duan zu ge de dao de you hua guang pu zhi shu (NPDI)yu Asde xiang guan xing ,zai zui you guang pu zhi shu (|r|≥0.73he p=0.001)zhong tong guo bian liang chong yao xing zhun ze (VIP)jin yi bu shai shua VIP≥1de zhi shu zuo wei mo xing zi bian liang ,ji yu de li jia quan hui gui (GWR)mo xing gu suan Ashan liang bing shi yong si ge jiao cha yan zheng du liang biao zhun :xiang dui fen xi wu cha (RPD),jue ding ji shu (R2),jun fang gen wu cha (RMSE)he zui xiao xin xi zhun ze (ACI)ping jia mo xing jing du ,cong er tan tao you hua guang pu zhi shu fang fa ying yong yu gao guang pu jian ce lou tian mei kuang ou tu rang chong jin shu shen han liang de ke hang xing 。jie guo biao ming :(1)yan jiu ou Ashan liang li san du jiao gao ,suo you yang pin zhong SOMhan liang jun xiao yu 2%,ju Ashan liang yu SOMhan liang zai 0.01de xian zhe xing shui ping shang mo xian zhe xiang guan xing (|r|=0.113)。(2)Ashan liang yu chan bo duan guang pu fan she lv de xiang guan xing hen di (|r|≤0.228),er tong guo ■ji suan de NPDIsyu Ashan liang de xiang guan xing zai jin gong wai (NIR, 780~1 100 nm)he duan bo gong wai (SWIR, 1 100~1 935 nm)guang pu zhong fa xian zui gao de xiang guan ji shu he zui di de pzhi (|r|≥0.73he p=0.001),zai chang bo jin gong wai (LW-NIR)ou yu ji yu Rxing cheng de NPDIsyu Ashan liang xiang guan xing zui gao (|r|=0.74)。(3)VIPfang fa fen bie shai shua NPDIR(1 417/1 246), NPDI1/R(799/953, 825/947)、 NPDIsqrt-R(1 023/1 257, 1 008/1 249, 1 021/1 250, 1 020/1 247)he NPDIlgR(801/953, 811/953, 817/951, 825/947, 828/945)wei GWRmo xing zi bian liang 。(4)cong 4ge yu ce mo xing de biao xian ke yi kan chu , Model-a(R)yu ji ta san ge mo xing ■he Model-d(lgR))xiang bi ,ta ju you zui gao de yan zheng ji shu (R2=0.831, RMSE=4.912μg·g-1, RPD=2.321)he zui di de zui xiao xin xi zhun ze zhi (AIC=179.96)。you hua guang pu zhi shu NPDIR(1 417/1 246)you zhu yu kuai su zhun que de gu suan Ashan liang ,wei jin yi bu huo qu de biao tu rang chong jin shu wu ran fen bu xin xi di gong li lun zhi chi he ying yong can kao ,cu jin lou tian mei kuang ou huan jing wu ran kuai su you xiao diao cha he sheng tai ke chi xu fa zhan 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自光谱学与光谱分析的亚森江喀哈尔,茹克亚萨吾提,尼加提卡斯木,尼格拉塔什甫拉提,张飞,阿不都艾尼阿不里,师庆东,发表于刊物光谱学与光谱分析2019年08期论文,是一篇关于土壤重金属论文,优化光谱指数论文,地理加权回归模型论文,露天煤矿区论文,光谱学与光谱分析2019年08期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自光谱学与光谱分析2019年08期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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