基于高光谱技术的土壤水分无损检测研究

蓝梓月

摘要土壤水分检测是土壤检测的重要内容，为提升土壤检测精度，相关专家一直都探讨土壤无损检测。通过研究发现，高光谱检测在土壤水分检测中应用具有良好的效果，有利于提升检测效果，保证检测达到最佳效果。本文针对高光谱技术在土壤水分无损检测中应用进行分析研究，文章在进行研究中针对高光谱检测技术进行全面研究，并且总结该技术在土壤水分无损检测中应用优势和具体应用进行研究。

关键词：高光谱；土壤；水分；无损检测

水资源匮乏是我国突出的问题之一，同时在社会长期发展过程中，部分地区缺水已经导致土壤含水率下降，影响到农业生产。因此，部分地区开始想方设法完成土壤含水率优化。而在该方法研究中，土壤含水率检测是重点工作，各种土壤类型进行研究，都需要对含水率进行检测，保证检测达到最佳效果。进行检测的过程中，传统检测方法已经不能够满足土壤水分检测效果。而研究发现，采用高光谱技术具有针对性检测方法，能够实施全面的检测，继而保证检测达到最佳效果。

1.高光谱技术全面分析

高光谱技术是利用非常多窄波段的一种影响数据技术，该技术的应用非常关键，对于检测实施有非常重要的意义。整个成像技术与光谱技术形成组合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

高光谱技术在应用过程中，主要是利用光栅分光原理。

该技术已经研发后，就在现代社会中广泛应用。如，该技术在食品安全、医学诊断、航天领域中均有良好的应用。

2.高光谱技术在土壤水分无损检测中的应用优势

高光谱技术在土壤水分无损检测中应用具有良好优势，已经成为检测中的关键技术。以下是对其检测技术优势研究。

①高光谱技术应用能够连续获取光谱信息，制成光谱曲线图，检测实施过程中，能够对检测物进行连续信息获取，获取信息之后，设置光谱反射率曲线，与它的实测值相匹配，将实验室中被探测物光谱分析模型应用到成像过程中。

②高光谱技术之所以能够在土壤无损检测中应用，是因为该检测技术应用过程中，能够对地表覆盖物进行探测识别，识别更加精准，整个高光谱数据应用过程中，更能够有效诊断地表物质的特征。因此，其更适合于土壤无损检测。

③高光谱检测技术在应用过程中，能够对土壤中的水分进行识别，在进行识别的过程中，为确保识别精准，可以采用多种检测识别方法。如，在方法应用时，采用如贝叶斯判别、决策树、神经网络、支持向量机的模式识别方法，也可以采用基于被探测物的光谱数据库的光谱进行匹配的方法。

3.高光谱技术在土壤水分无损检测中具体应用

高光谱技术在土壤水分无损检测中应用非常关键，在实施检测的过程中，主要针对土壤中的含水量进行多种检测。如，高光谱检测能够对土壤不同天数下的含水率检测、能够对质量含水量监测。

3.1高光谱技术在土壤水分无损检测中具体应用

高光谱技术在土壤水分无损检测中应用适合多种情况，以下是对各种检测情况进行分析。确保检测达到最佳效果。

首先，该检测方法能够对不同天数下的土壤水分进行检测。在进行检测过程中，相关检测研究中需要研究天数变化情况下的含水率变化情况。传统检测方法实施过程中，检测速度比较慢、无法达到时间上的要求。而采用高光谱检测技术检测速度快，能够实现不同时间段土壤含水率的精准检测。在检测实施过程中，土壤无损检测速度比较快，能够对其进行精准检测，继而保证检测达到最佳效果。在检测过程中，能够制定不同土壤含水率变化曲线以及土壤光谱曲线，结合分析水分情况，对于后续土壤检测工作实施达到最佳效果。

其次，该检测方法也能够对不同质量土壤含水量精准检测。传统检测方法在实际应用过程中，受到土壤质量影响。检测实施过程中，检测效率差，容易影响到检测精度。而高光谱技术在检测中应用能够对不同重量的土壤进行检测，摈弃给不会失去原本的检测精度，从而保证检测达到良好的效果。以下是对具体检测技术进行应用分析，保证检测达到最佳效果。提升检测工作质量。

3.2高光谱技术在土壤水分无损检测中应用要点

本次检测工作实施过程中，也针对高光谱技术在土壤水分无损检测中的应用要点进行研究。整个检测实施过程中，要求做好全面的无损检测技术，保证检测达到最佳效果。实际上，进行高光谱的无损检测过程中，需要做好充足的准备，并且按照计划流程开展检测工作。以下是对土壤水分检测中应用过程中，已经开始检测工作。以下是对高光谱技术进行多项检测，保证检测达到最佳效果。

第一，高光谱技术应用前需要做好相应的准备工作，保证检测实施达到最佳效果。在进行检测前，完成设备仪器、人员以及材料准备，才能够保证检测良好完成。

①检测前，需要采用最先进的高光谱仪完成检测。检测仪器设备在检测前也应该完成多项目的检测工作，检测的过程中，也应该做好具体的检测工作，继而保证检测达到最佳效果。

②检测前应该做好人员准备。要求组建专业的检测团队，并在检测前人员进行综合性培训，检测人员都能够明确检测标准化流程，为检测工作打好基础，也能够为后续的检测打好基础。

③检测前需要明确检测方案。根据被检测地区实际情况，设计采样，检测、溶液配置，检测步骤等多种方案，为后续检测工作实施打好基础，也能够提升检测技术应用效果，保证检测良好完成。

④土壤检测采集。在检测前完成土壤样本采集，按照检测方案精准采样，在指定位置采集土壤样本。并且检测实施过程中，要求完成多个样本采集。

⑤具体检测。检测实施过程中，将样本按照比例配制溶液，最后利用高光谱技术开始检测，检测完成后，也要求对数据进行处理，最终得出相应的检测结果。如，在实际检测的过程中，主要完成光谱预处理、特征坡长提取以及模型构建等，按照此步骤完成检测。

A光谱预处理是对光谱检测的有用信息进行处理。整个检测实施过程中，将非品质信息提出，包括表面不均匀散热。仪器噪声、光谱暗电流以及不重复现象等，以上数据将会严重影响到光谱检测的精度，因此采用该检测技术应用过程中， 能够提升检测精度[1]。

B特征波长提取。特征波长提取也被称作为一种数据降维。因为采用光谱检测技术过程中，获取的数据非常多，采用该数据分析含水量将非常困难。因此，在检测实施过程中，采用特征波长提取消除冗余数据。如，在消除数据的过程中，采用连续投影、竞争自适应以及无信息变量方法进行检测[2]。

C模型建立应用也非常关键。光谱信息被测样本化学指标建立相互联系，子啊多元线性回归的检测背景下。建立模型也是为了确保数值和趋势分析精准。在检测实施过程中，将多个样本分为两个部分，其中包括建模样本和预测集样本等不同情况，在样本处理的过程中，以发射率作为输入量，建立土壤含水率模型，继而保证检测达到最佳效果。

基于高光谱技术的土壤水分检测非常关键，在检测实施过程中，需要按照应用要点和标准流程进行检测，继而保证检测达到最佳效果[3]。

结束语

本文针对基于高光谱技术的土壤水分检测进行全面分析，分析过程中发现，该检测技术能够进行多方面土壤水分检测，检测实施过程中，按照检测标准流程开展检测工作，更有利于检测结果符合高精度要求。

参考文献

[1]王立舒, 胡金耀, 房俊龙,等. 基于高光谱技术的猪肉肌红蛋白含量无损检测[J]. 农业工程学报, 2021, 37(16):8-8.

[2]张萌, 贾世杰. 基于高光谱成像技术的水果表面农药残留无损检测[J]. 食品与机械, 2021(1):99-103.

[3]刘燕德, 王舜. 基于图像和光谱融合的脐橙货架期高光谱成像无损检测研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2022(006):042-42.