南宫NG28

  泥土是地球上最大的活跃碳循环库，但近几个世纪以来，由于人类活动（如削减木本植被覆盖）对其造成了滋扰。泥土有机质检测对评估泥土肥力、监测泥土传染、精准农业等至关沉要，高光谱成像技术结合了光谱分析和成像技术，可能在陆续的光谱波段内获取指标物体的空间和光谱信息，可能显著提升检测效能及精度，有助于精准地评估泥土健全和质量，治理泥土资源，守护生态平衡。

案例1：热带泥土中的有机碳和氮含量预估

  芬兰赫尔辛基大学的Petri Pellikka等钻研人员23年颁发在《Science of the Total Environment》上的一篇文章，展示了便携式高光谱相机（VNIR）在估算泥土有机碳（SOC）和氮含量方面的实用性，以实现高效监测泥土属性。钻研中利用Specim IQ便携式高光谱成像相机对分歧海拔高度的5个典型地皮类型（农林业、农田、丛林、灌木林和剑麻种植园）共计191个泥土样本进行了光谱成像分析，并通过点火分析仪确定其SOC和氮含量。

图1：本钻研的泥土采样点绘造在肯尼亚泰塔山的地皮利用图(左上)，经尝试室分析的分歧海拔高度（800-2200m）的泥土样的地理地位及SOC含量(右上，下图为部门放大图)

图2：使用 Specim IQ 对泥土样本进行尝试室成像的装置

  基于高光谱图像，结合多种机械进建算法成立泥土光谱与泥土属性之间的定量关系模型，实现对泥土样本中SOC和氮含量的估算。了局显示，5种机械进建算法都可能正确的预测热带泥土的SOC和氮含量，误差精度在1%左右。尝试证明，高光谱成像技术可能在短功夫内获取泥土的光谱信息，可能急剧、无损地分析泥土属性，还能提供高精度的定量分析，为全面评估泥土健全和质量提供有力凭据。

图3：使用多种回归算法(PLSR、GPR、LR和RF)对泥土样本中SOC（左）和氮含量（右）的回归分析

案例2：分歧深度的泥土有机质含量检测

  巴西马林加州立大学农学系的钻研人员提取巴拉那州8个分歧深度的384个泥土样品，选取高光谱成像技术对泥土有机质含量进行预测分析，基于高光谱数据的预测了局与化学分析步骤获取的泥土SOM（有机质）含量有关系数达到0.75。了局批注，高光谱成像技术可能通过光谱变动，有效分辨分歧深度的泥土有机质含量，验证了高光谱成像技术是高效正确检测泥土有机质的有力伎俩。

图4：高光谱成像扫描平台（左）及具分歧SOM含量的泥土样品反射光谱曲线

图5：基于PLSR模型的泥土有机质预测了局图

  此表，高光谱成像技术凭借其高通量、无损检测、非接触等特点，在泥土健全评估、传染监测和精准农业中阐发凸起，为泥土科学和农业可持续发展提供了沉要的技术支持。随着技术的不休发展和成本的降低，高光谱成像技术将在泥土分析领域阐扬越发沉要的作用。

  南宫NG28持久致力于生态-农业-健全领域仪器的研发、利用与推广，先后推出了FluorTron多职能高光谱成像技术、新一代农业传感器技术、南宫NG28SoilLab泥土呼吸尝试丈量技术（可用于评估泥土微生物活性）、LIBS元素分析技术、泥土样芯分析技术等，为泥土营养、传染、沉金属检测、泥土-植物互作关系钻研提供从尝试室到野表，从地面到无人机遥感全方位解决规划。

图6：从左至右、从上之下顺次为：SisuROCK高光谱成像系统、SpectraScan© SWIR-LWIR地矿勘查高光谱成像分析系统、EasyChem 200全自动离子分析仪、FENIX高光谱成像系统检测泥土沉金属（K. Y. Lee等）、iSCAN Multi-Sensor 多参数泥土理化性质测绘系统、Ecodrone®无人机高光谱遥感平台

参考文件：[1] Pellikka P, Luotamo M, Sädekoski N, et al. Tropical altitudinal gradient soil organic carbon and nitrogen estimation using Specim IQ portable imaging spectrometer[J]. Science of the Total Environment, 2023, 883: 163677.

[2] Reis A S, et al. Detection of soil organic matter using hyperspectral imaging sensor combined with multivariate regression modeling procedures[J]. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 2021.