土壤高光谱噪声过滤评价研究

以ASD FieldSpec Pro FR测试的土壤高光谱数据为研究对象,探讨光谱噪声分布以及不同滤波器去噪效果定量评价.土壤高光谱曲线目视及其包络线去除、一阶微分和高通滤波分析表明,除起始波段350nm最前端40 nm范围内有部分噪声外,其他UV/VNIR(350～1050 nm)范围内基本不存在噪声,而整个SWIR(1000～2500 nm)范围内存在一定的噪声,SWIR 2(1 800～2 500 nm)后半段噪声较大,并且组成光谱仪的3台分光计在相互结合处,噪声比邻近谱段更大.采用六种不同滤波器进行噪声去除,通过构建光谱平滑指数(SI)、横向特征保持指数(HFRI)和纵向特征保持指数(VFRI)进行定量评价各滤波器去噪能力,评价结果对比发现WD和MA既能达到曲线平滑又能较好地保持波段特征.此外在PLSR模型下,以66个土壤样本的光谱为例,将六种滤波器去噪后的一阶微分光谱作为模型输入,比较分析不同滤波器对砂粒含量预测精度影响,精度对比表明,相比滤波器的特征保持能力,平滑能力更能影响砂粒含量精度.本研究为开展光谱预处理和光谱分析技术提供有益探索,并能为光谱学相关应用提供了科学依据.