SisuROCK高光谱成像技术在土壤有机质检测中的应用

SisuROCK高光谱成像技术在土壤有机质检测中的应用

土壤有机质，尤其是有机碳和氮，在陆地生态系统中起着重要的作用，通过土壤管理增加土壤固碳可抵消全球化石燃料排碳的5-15%。高光谱成像技术可以将土壤特性测量从点尺度提升至空间尺度，是土壤科学管理、土壤有机质研究的有力工具。

左图：SisuROCK产品图；右图：SisuROCK可搭载的高光谱相机（覆盖0.4-12.3μm）

加拿大阿尔伯特大学的研究者Sorenson利用Specim SisuROCK高光谱成像系统，采集三种不同轮作土壤剖面（a连续作物、b连续牧草、c作物和牧草混合农业生态轮作）的VNIR-SWIR高光谱数据，结合元素分析仪获取的各土壤样品有机碳（SOC）和总氮（TN）含量数据，基于小波分析与贝叶斯正则化神经网络建立SOC和TN预测模型。

结果表明，轮作中添加牧草增加了土壤SOC和TN的含量，但这些变化多集中在表层。这一结果具有重要的土地利用与管理意义，为用户提供决策支持，同时证明SisuROCK高光谱成像技术是研究土壤剖面中有机质空间分布的重要工具。

模型预测(a)连续谷物剖面、(b)连续牧草剖面和(c)农业生态剖面的土壤真色(RGB)、土壤有机碳(SOC)、氮(TN)和粘土含量。

三种轮作土壤和经典土壤有机碳、氮、碳氮比和粘土含量的深度剖面

参考文献：Sorenson P T, Quideau S A, Rivard B, et al. Distribution mapping of soil profile carbon and nitrogen with laboratory imaging spectroscopy[J]. Geoderma, 2020.

从左至右依次为：PhenoTron?-HSI实验室高光谱成像分析系统、FENIX高光谱成像系统检测土壤重金属（K. Y. Lee等，2018）、IQ智能手持式高光谱成像系统、Ecodrone?无人机高光谱遥感平台