鹽漬化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法
【專利摘要】鹽漬化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法，本發(fā)明涉及一種土壤有機質(zhì)含量的測量方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有土壤有機質(zhì)測量方法存在過程復(fù)雜和成本高的問題。方法1：一、建立GLCM紋理特征量與土壤SOM線性方程，二、在線計算。方法2：一、建立小波分解紋理特征量與土壤SOM線性方程；二、在線計算。優(yōu)點：一、與實驗室實際測量的土壤樣本SOM結(jié)果具有很好的一致性；二、處理速度快、成本低、可重復(fù)性強，吻合性高。本發(fā)明主用于鹽漬化土壤有機質(zhì)含量的在線測量。
【專利說明】鹽漬化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤有機質(zhì)含量的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤鹽潰化及次生鹽堿化是指干旱、半干旱地區(qū)不合理的人類活動與脆弱的生態(tài)環(huán)境相互作用引起的土地退化問題，在全球范圍內(nèi)廣泛存在。我國土壤鹽潰化程度也非常嚴(yán)重，主要分布在西北、華北、東北西部和濱海地區(qū)，總面積接近3.46X 107hm2，其中可耕作土地僅有7.6X 106hm2。隨著人口的增長、糧食問題和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，土壤鹽潰化對中國社會經(jīng)濟、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來的破壞越來越受到關(guān)注。土壤有機質(zhì)是指土壤中含碳的有機化合物，是土壤固相部分的重要組成成分，盡管土壤有機質(zhì)的含量只占土壤總量的很小一部分，但它對土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著極其重要的意義。且不同的土壤由于來源不同，有機質(zhì)含量差異很大，在鹽潰化土地中，不同鹽潰化程度的土壤有機質(zhì)含量差異也非常明顯。由此可知，加強鹽潰化土壤的檢測范圍和檢測力度，高效、快速、準(zhǔn)確的確定鹽潰化土壤的有機質(zhì)含量，在鹽堿化土地改良中具有重要的決策意義。然而現(xiàn)有的土壤有機質(zhì)測量方法主要以利用有機碳分析儀和重鉻酸鉀氧化方法的實驗室測量為主，雖然測量精度高，但是測定過程對樣本要求高，實驗過程復(fù)雜，費時費力，且實驗成本也很高，并不適于野外條件下對土壤有機質(zhì)含量進(jìn)行實時大面積的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有土壤有機質(zhì)測量方法存在過程復(fù)雜和成本高的問題，而提供一種鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法。
[0004]一種鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法，具體是按以下步驟完成的:
[0005]一、建立GLCM紋理特征量與土壤SOM線性方程:
[0006]①、制備風(fēng)干樣本:
[0007]首先將鹽潰化土壤樣品碾碎烘干，得到細(xì)致的土樣，制備成長為50cm，寬為25cm，高度分別為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒，向細(xì)致的土樣中加水制成飽和泥衆(zhòng)，再將飽和泥衆(zhòng)分別放置在高度為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒中，并將表面抹平，放置在干燥通風(fēng)的條件下自然風(fēng)干，得到風(fēng)干樣本；
[0008]②、土壤樣本裂紋照片的采集及紋理特征的提取:
[0009](I)將相機固定在0.8m高的架子上，保證相機鏡頭的中心垂直向下，以相機鏡頭中心的正下方為中心選擇50cm*25cm的區(qū)域作為步驟一①得到的風(fēng)干樣本的固定放置區(qū)域；
[0010](2)對步驟一①得到的風(fēng)干樣本進(jìn)行拍照，得到步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片；利用計算機在matlab軟件環(huán)境下對步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片進(jìn)行圖像處理操作以獲取步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋灰度共生矩陣紋理特征量，具體步驟如下:[0011]A:將步驟一①得到的風(fēng)干樣本的彩色裂紋照片轉(zhuǎn)換為灰度圖像，
[0012]B:將灰度圖像進(jìn)行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤樣本裂紋最小圖像，
[0013]C:設(shè)置灰度級，方向和變化步長等參數(shù)，計算圖像的灰度共生矩陣，按照灰度共生矩陣計算裂紋圖像的統(tǒng)計紋理特征量，公式如下:
[0014]I)對比度(Contrast):
【權(quán)利要求】
1.一種鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法，其特征在于鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法是按以下步驟完成的: 一、建立GLCM紋理特征量與土壤SOM線性方程: ①、制備風(fēng)干樣本: 首先將鹽潰化土壤樣品碾碎烘干，得到細(xì)致的土樣，制備成長為50cm，寬為25cm，高度分別為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒，向細(xì)致的土樣中加水制成飽和泥衆(zhòng)，再將飽和泥衆(zhòng)分別放置在高度為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒中，并將表面抹平，放置在干燥通風(fēng)的條件下自然風(fēng)干，得到風(fēng)干樣本； ②、土壤樣本裂紋照片的采集及紋理特征的提取: (1)將相機固定在0.Sm高的架子上，保證相機鏡頭的中心垂直向下，以相機鏡頭中心的正下方為中心選擇50cm*25cm的區(qū)域作為步驟一①得到的風(fēng)干樣本的固定放置區(qū)域； (2)對步驟一①得到的風(fēng)干樣本進(jìn)行拍照，得到步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片；利用計算機在matlab軟件環(huán)境下對步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片進(jìn)行圖像處理操作以獲取步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋灰度共生矩陣紋理特征量，具體步驟如下: A:將步驟一①得到的風(fēng)干樣本的彩色裂紋照片轉(zhuǎn)換為灰度圖像， B:將灰度圖像進(jìn)行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤樣本裂紋最小圖像， C:設(shè)置灰度級，方向和變化步長等參數(shù)，計算圖像的灰度共生矩陣，按照灰度共生矩陣計算裂紋圖像的統(tǒng)計紋理特征量，公式如下: 1)對比度:
2.一種鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法，其特征在于鹽潰化土壤有機質(zhì)含量的在線測量方法是按以下步驟完成的: 一、建立小波分解紋理特征量與土壤SOM線性方程: ①、確定裂紋厚度: 首先將鹽潰化土壤樣品碾碎烘干，得到細(xì)致的土樣，制備成長為50cm，寬為25cm，高度分別為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒，向細(xì)致的土樣中加水制成飽和泥衆(zhòng)，再將飽和泥衆(zhòng)分別放置在高度為0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的樣本盒中，并將表面抹平，放置在干燥通風(fēng)的條件下自然風(fēng)干，得到風(fēng)干樣本； ②、土壤樣本裂紋照片的采集及紋理特征的提取: (1)將相機固定在0.Sm高的架子上，保證相機鏡頭的中心垂直向下，以相機鏡頭中心的正下方為中心選擇50cm*25cm的區(qū)域作為步驟一①得到的風(fēng)干樣本的固定放置區(qū)域； (2)對步驟一①得到的風(fēng)干樣本進(jìn)行拍照，得到步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片；利用計算機在matlab軟件環(huán)境下對步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片進(jìn)行圖像處理操作以獲取步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋小波分解紋理特征量，具體步驟如下: A:將彩色的步驟一①得到的風(fēng)干樣本的裂紋照片轉(zhuǎn)換為灰度圖像， B:將灰度圖像進(jìn)行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤樣本裂紋最小圖像， C:選擇小波基函數(shù)DB3，對樣本裂紋圖像進(jìn)行3層小波分解，計算各層分解后水平、垂直、對角方向高頻細(xì)節(jié)分量的LI范數(shù)均值，作為裂紋圖像不同分解層次的小波紋理特征，計算公式如下: 14)水平LI范數(shù):
【文檔編號】G01N21/00GK103471990SQ201310372820
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】任建華, 趙凱, 李曉潔, 李洋洋 申請人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所