盐渍化土壤有机质含量的在线测量方法
【专利摘要】盐渍化土壤有机质含量的在线测量方法，本发明涉及一种土壤有机质含量的测量方法。本发明的目的是要解决现有土壤有机质测量方法存在过程复杂和成本高的问题。方法1：一、建立GLCM纹理特征量与土壤SOM线性方程，二、在线计算。方法2：一、建立小波分解纹理特征量与土壤SOM线性方程；二、在线计算。优点：一、与实验室实际测量的土壤样本SOM结果具有很好的一致性；二、处理速度快、成本低、可重复性强，吻合性高。本发明主用于盐渍化土壤有机质含量的在线测量。
【专利说明】盐渍化土壤有机质含量的在线测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土壤有机质含量的测量方法。
【背景技术】
[0002]土壤盐溃化及次生盐碱化是指干旱、半干旱地区不合理的人类活动与脆弱的生态环境相互作用引起的土地退化问题，在全球范围内广泛存在。我国土壤盐溃化程度也非常严重，主要分布在西北、华北、东北西部和滨海地区，总面积接近3.46X 107hm2，其中可耕作土地仅有7.6X 106hm2。随着人口的增长、粮食问题和生态环境的持续恶化，土壤盐溃化对中国社会经济、环境和生态系统带来的破坏越来越受到关注。土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物，是土壤固相部分的重要组成成分，尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要的意义。且不同的土壤由于来源不同，有机质含量差异很大，在盐溃化土地中，不同盐溃化程度的土壤有机质含量差异也非常明显。由此可知，加强盐溃化土壤的检测范围和检测力度，高效、快速、准确的确定盐溃化土壤的有机质含量，在盐碱化土地改良中具有重要的决策意义。然而现有的土壤有机质测量方法主要以利用有机碳分析仪和重铬酸钾氧化方法的实验室测量为主，虽然测量精度高，但是测定过程对样本要求高，实验过程复杂，费时费力，且实验成本也很高，并不适于野外条件下对土壤有机质含量进行实时大面积的测量。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是要解决现有土壤有机质测量方法存在过程复杂和成本高的问题，而提供一种盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法。
[0004]一种盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法，具体是按以下步骤完成的:
[0005]一、建立GLCM纹理特征量与土壤SOM线性方程:
[0006]①、制备风干样本:
[0007]首先将盐溃化土壤样品碾碎烘干，得到细致的土样，制备成长为50cm，宽为25cm，高度分别为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒，向细致的土样中加水制成饱和泥衆，再将饱和泥衆分别放置在高度为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒中，并将表面抹平，放置在干燥通风的条件下自然风干，得到风干样本；
[0008]②、土壤样本裂纹照片的采集及纹理特征的提取:
[0009](I)将相机固定在0.8m高的架子上，保证相机镜头的中心垂直向下，以相机镜头中心的正下方为中心选择50cm*25cm的区域作为步骤一①得到的风干样本的固定放置区域；
[0010](2)对步骤一①得到的风干样本进行拍照，得到步骤一①得到的风干样本的裂纹照片；利用计算机在matlab软件环境下对步骤一①得到的风干样本的裂纹照片进行图像处理操作以获取步骤一①得到的风干样本的裂纹灰度共生矩阵纹理特征量，具体步骤如下:[0011]A:将步骤一①得到的风干样本的彩色裂纹照片转换为灰度图像，
[0012]B:将灰度图像进行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤样本裂纹最小图像，
[0013]C:设置灰度级，方向和变化步长等参数，计算图像的灰度共生矩阵，按照灰度共生矩阵计算裂纹图像的统计纹理特征量，公式如下:
[0014]I)对比度(Contrast):
【权利要求】
1.一种盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法，其特征在于盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法是按以下步骤完成的: 一、建立GLCM纹理特征量与土壤SOM线性方程: ①、制备风干样本: 首先将盐溃化土壤样品碾碎烘干，得到细致的土样，制备成长为50cm，宽为25cm，高度分别为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒，向细致的土样中加水制成饱和泥衆，再将饱和泥衆分别放置在高度为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒中，并将表面抹平，放置在干燥通风的条件下自然风干，得到风干样本； ②、土壤样本裂纹照片的采集及纹理特征的提取: (1)将相机固定在0.Sm高的架子上，保证相机镜头的中心垂直向下，以相机镜头中心的正下方为中心选择50cm*25cm的区域作为步骤一①得到的风干样本的固定放置区域； (2)对步骤一①得到的风干样本进行拍照，得到步骤一①得到的风干样本的裂纹照片；利用计算机在matlab软件环境下对步骤一①得到的风干样本的裂纹照片进行图像处理操作以获取步骤一①得到的风干样本的裂纹灰度共生矩阵纹理特征量，具体步骤如下: A:将步骤一①得到的风干样本的彩色裂纹照片转换为灰度图像， B:将灰度图像进行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤样本裂纹最小图像， C:设置灰度级，方向和变化步长等参数，计算图像的灰度共生矩阵，按照灰度共生矩阵计算裂纹图像的统计纹理特征量，公式如下: 1)对比度:
2.一种盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法，其特征在于盐溃化土壤有机质含量的在线测量方法是按以下步骤完成的: 一、建立小波分解纹理特征量与土壤SOM线性方程: ①、确定裂纹厚度: 首先将盐溃化土壤样品碾碎烘干，得到细致的土样，制备成长为50cm，宽为25cm，高度分别为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒，向细致的土样中加水制成饱和泥衆，再将饱和泥衆分别放置在高度为0.5cm、lcm、2cm、3cm、5cm和IOcm的样本盒中，并将表面抹平，放置在干燥通风的条件下自然风干，得到风干样本； ②、土壤样本裂纹照片的采集及纹理特征的提取: (1)将相机固定在0.Sm高的架子上，保证相机镜头的中心垂直向下，以相机镜头中心的正下方为中心选择50cm*25cm的区域作为步骤一①得到的风干样本的固定放置区域； (2)对步骤一①得到的风干样本进行拍照，得到步骤一①得到的风干样本的裂纹照片；利用计算机在matlab软件环境下对步骤一①得到的风干样本的裂纹照片进行图像处理操作以获取步骤一①得到的风干样本的裂纹小波分解纹理特征量，具体步骤如下: A:将彩色的步骤一①得到的风干样本的裂纹照片转换为灰度图像， B:将灰度图像进行裁剪，提取包含50cm*25cm的土壤样本裂纹最小图像， C:选择小波基函数DB3，对样本裂纹图像进行3层小波分解，计算各层分解后水平、垂直、对角方向高频细节分量的LI范数均值，作为裂纹图像不同分解层次的小波纹理特征，计算公式如下: 14)水平LI范数:
【文档编号】G01N21/00GK103471990SQ201310372820
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】任建华, 赵凯, 李晓洁, 李洋洋 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所