ICS65.020
CCSB30
DB50
重庆市地方标准
DB50/T1449—2023 茶园土壤有机质含量高光谱估测技术规程
发布：2023-07-10，实施：2023-10-10
发布机构：重庆市市场监督管理局

前言
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。文件可能涉及专利，发布机构不承担专利识别责任。本文件由重庆市农业农村委员会提出、归口并组织实施，起草单位为重庆市农业科学院、重庆文理学院、北京市农业信息技术研究中心，主要起草人包括徐泽、廖钦洪、杨海滨、李振海、邓敏、杨贵军、盛忠雷。

1 范围
本文件规定了茶园土壤有机质含量高光谱估测的土壤样品采集、制备、有机质测定、样品高光谱测量及有机质含量估测模型的建立方法，适用于茶园土壤有机质的高光谱估测。

2 规范性引用文件
下列文件的内容通过规范性引用构成本文件必不可少的条款。注日期的引用文件仅该日期版本适用，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用。
NY/T1121.1 土壤检测第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存
NY/T1121.6 土壤检测第6部分：土壤有机质的测定

3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。

4 土壤样品采集
4.1 采集工具
取土器、取样袋、标记笔、GPS定位仪等。
4.2 采集方法
茶园土壤样品采集应符合NY/T1121的要求。
4.3 样品数量
土壤样品采集数量不少于100个。

5 土壤样品制备
土壤样品制备方法应符合NY/T1121.1的要求。每份样品均分为两份，一份用于土壤有机质测定，一份用于高光谱数据采集。

6 有机质含量测定
土壤有机质含量测定采用NY/T1121.6的方法。

7 样品高光谱测量
7.1 地物光谱仪
地物光谱仪性能要求：
a) 谱段范围：可见光-短波红外，波长350nm～2500nm；
b) 光谱分辨率：可见光范围优于3nm，短波红外范围优于7nm；
c) 光谱采集视角为1°~25°；
d) 性能稳定，配工作笔记本电脑、标准白板、卤素灯和测试软件。
7.2 测量环境
在常温暗室中进行高光谱测量。
7.3 样品装载
土壤样品置于直径10cm、深度2cm的玻璃器皿内，表面刮平。
7.4 仪器调试
a) 启动地物光谱仪并预热1小时，连接工作笔记本电脑；
b) 卤素灯距样品表面50cm，天顶角45°；
c) 光谱仪探头视场角25°；
d) 按使用手册设置数据存储文件夹、文件名和编号。
7.5 测试优化
光谱仪探头垂直对准标准白板，反射率值为1.0时完成优化。
7.6 高光谱数据采集
操作人员着深色服装，探头距土壤样品表面15cm，每次测定前去除暗电流并测量标准白板。测量时转动样品，每次转动角度90°，获取4个方向的光谱数据，每方向保存5条曲线。数据记录见附录A。
7.7 光谱反射率处理
采用断点校正、多元散射校正、边缘波段去除、平滑去噪方法处理光谱反射率。

8 有机质含量估测模型
8.1 相关分析
处理后的光谱反射率与测定的土壤有机质含量进行相关分析，筛选敏感波段。
8.2 估测模型
随机抽取70%的样本建立估测模型，敏感波段光谱反射率为自变量，土壤有机质含量（O.M.C）为因变量，采用多元线性回归构建高光谱估测模型。模型公式：O.M.C = a0 + a1R1 + a2R2 + ... + anRn，其中O.M.C为土壤有机质含量（%），ai为回归系数，Ri为敏感波段光谱反射率。
8.3 模型验证
用未建模的30%样本进行验证，将敏感波段光谱反射率代入公式，计算预测土壤有机质含量。按公式计算决定系数(R²)和相对均方根误差(RMSE)。