1 范圍

本文件規定了茶園土壤有機質含量高光譜估測的土壤樣品采集、土壤樣品制備、有機質含量測定、樣品高光譜測量和有機質含量估測模型。

本文件適用于茶園土壤有機質的高光譜估測。

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2 規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

NY/T 1121.1土壤檢測第1部分：土壤樣品的采集、處理和貯存

NY/T 1121.6土壤檢測第6部分：土壤有機質的測定

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3 術語和定義

本文件沒有需要界定的術語和定義。

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4 土壤樣品采集

4.1采集工具

取土器、取樣袋、記號筆、GPS定位儀。

4.2采集方法

茶園土壤樣本采集應符合 NY/T 1121.1中的要求。

4.3樣品數量

土壤樣品采集數量不少于100個。

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5 土壤樣品制備

土壤樣品的制備方法應符合NY/T 1121.1中的要求。將制備好的每份土壤樣品平均分為2份，1份用于土壤有機質含量的測定，1份用于高光譜數據的采集。

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6 有機質含量測定

土壤有機質含量測定采用NY/T 1121.6 中的方法。

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7 樣品高光譜測量

7.1地物光譜儀

地物光譜儀的性能應滿足以下要求：

a）譜段范圍為可見光-短波紅外，波長 350 nm~2500 nm；

b）可見光范圍光譜分辨率優于3 nm；短波紅外范圍光譜分辨率優于7nm；

c）光譜采集視角為1~25°；

d）地物光譜儀性能穩定，配帶工作筆記本電腦、標準白板、鹵素燈和測試軟件。

7.2測量環境

土壤樣品高光譜測量在常溫暗室中進行。

7.3樣品裝載

將土壤樣品置于直徑為10 cm，深度為2cm的玻璃器皿內，待樣品裝滿后將表面刮平。

7.4儀器調試

地物光譜儀的調試應符合以下要求：

a）啟動地物光譜儀，連接工作筆記本電腦，預熱1h；b）鹵素燈作為光源，距土壤樣品表面 50 cm，天頂角為45°；

c）地物光譜儀探頭視場角為25°。

d）啟動測試軟件，按照設備使用手冊設置高光譜數據存儲文件夾、文件名稱和文件號。

7.5測試優化

啟動測試軟件，將地物光譜儀探頭垂直對準標準白板，待得到的光譜反射率值為1.0的直線時，完成優化。

7.6高光譜數據采集

操作人員著深色服裝，將地物光譜儀探頭至待測土壤樣品的表面距離為15 cm。每次測定之前，去除暗電流并測定標準白板。測量時轉動玻璃器皿3次，每次轉動角度為90°，獲取4個方向的土樣高光譜數據，每個方向保存5條光譜曲線。數據采集記錄表見附錄A。

7.7光譜反射率處理

采用斷點校正、多元散射校正、邊緣波段去除、平滑去噪的方法對光譜反射率進行處理。

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8 有機質含量估測模型

8.1相關分析

將處理后的光譜反射率和測定的土壤有機質含量進行相關分析，篩選出敏感的波段。

8.2估測模型

從所有測試的土壤樣品中隨機抽取70%的樣本數用于建立估測模型。將篩選出的敏感波段的光譜反射率作為自變量，土壤樣品有機質含量（Organic matter content，0.M.C）作為因變量，利用多元線性回歸方法構建土壤有機質含量的高光譜估測模型。

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8.4模型評價

土壤驗證樣本決定系數R大于70%，預測模型有效。否則，增加土壤取樣數量，以提高模型預測精度。

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