土壤是地球上最大的活躍碳循環(huán)庫,，但近幾個世紀以來,，由于人類活動（如減少木本植被覆蓋）對其造成了干擾。土壤有機質(zhì)檢測對評估土壤肥力,、監(jiān)測土壤污染,、精準農(nóng)業(yè)等至關(guān)重要，高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光譜分析和成像技術(shù),，能夠在連續(xù)的光譜波段內(nèi)獲取目標物體的空間和光譜信息,，能夠顯著提升檢測效率及精度，有助于精準地評估土壤健康和質(zhì)量,，管理土壤資源,，維護生態(tài)平衡。
案例1：熱帶土壤中的有機碳和氮含量預(yù)估
芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Petri Pellikka等研究人員23年發(fā)表在《Science of the Total Environment》上的一篇文章,，展示了便攜式高光譜相機（VNIR）在估算土壤有機碳（SOC）和氮含量方面的實用性,，以實現(xiàn)高效監(jiān)測土壤屬性。研究中利用Specim IQ便攜式高光譜成像相機對不同海拔高度的5個典型土地類型（農(nóng)林業(yè),、農(nóng)田,、森林、灌木林和劍麻種植園）共計191個土壤樣本進行了光譜成像分析,，并通過燃燒分析儀確定其SOC和氮含量,。
基于高光譜圖像，結(jié)合多種機器學(xué)習(xí)算法建立土壤光譜與土壤屬性之間的定量關(guān)系模型,，實現(xiàn)對土壤樣本中SOC和氮含量的估算,。結(jié)果顯示，5種機器學(xué)習(xí)算法都能夠準確的預(yù)測熱帶土壤的SOC和氮含量，誤差精度在1%左右,。實驗證明,，高光譜成像技術(shù)能夠在短時間內(nèi)獲取土壤的光譜信息，能夠快速,、無損地分析土壤屬性,，還能提供高精度的定量分析，為全面評估土壤健康和質(zhì)量提供有力依據(jù),。
案例2：不同深度的土壤有機質(zhì)含量檢測
巴西馬林加州立大學(xué)農(nóng)學(xué)系的研究人員提取巴拉那州8個不同深度的384個土壤樣品,，采用高光譜成像技術(shù)對土壤有機質(zhì)含量進行預(yù)測分析，基于高光譜數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果與化學(xué)分析方法獲取的土壤SOM（有機質(zhì)）含量相關(guān)系數(shù)達到0.75,。結(jié)果表明,，高光譜成像技術(shù)能夠通過光譜變化，有效區(qū)分不同深度的土壤有機質(zhì)含量,，驗證了高光譜成像技術(shù)是高效準確檢測土壤有機質(zhì)的有力手段,。
此外,，高光譜成像技術(shù)憑借其高通量,、無損檢測、非接觸等特點,，在土壤健康評估,、污染監(jiān)測和精準農(nóng)業(yè)中表現(xiàn)突出，為土壤科學(xué)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持,。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成本的降低,，高光譜成像技術(shù)將在土壤分析領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司長期致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康領(lǐng)域儀器的研發(fā),、應(yīng)用與推廣,，先后推出了FluorTron多功能高光譜成像技術(shù)、新一代農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù),、易科泰SoilLab土壤呼吸實驗測量技術(shù)（可用于評估土壤微生物活性）,、LIBS元素分析技術(shù)、土壤樣芯分析技術(shù)等,，為土壤養(yǎng)分,、污染、重金屬檢測,、土壤-植物互作關(guān)系研究提供從實驗室到野外,，從地面到無人機遙感解決方案。
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