The possibilities of using thermal infrared imaging data for detecting the main parameters of arable soil fertility
Open Access
- 22 January 2021
- journal article
- Published by V.V. Dokuchaev Soil Science Institute in Dokuchaev Soil Bulletin
- No. 105,p. 146-172
- https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-105-146-172
Abstract
Проведен анализ возможности использования результатов тепловой съемки для детектирования параметров плодородия серых лесных и аллювиальных пахотных почв на примере ключевого участка в Тульской области. Совместно с отбором 25 образцов почв из слоя 0–10 см проводилась съемка открытой поверхности почв с использованием тепловизора FLIR VUE 512 и измерение спектральной отражательной способности почв. По результатам корреляционного анализа было установлено, что наиболее тесные связи наблюдаются с такими параметрами плодородия почв: содержание гумуса, азота, обменных магния и калия. Коэффициент корреляции между содержанием гумуса и отражением в видимой и ближней ИК-областях, а также со средним значением показаний тепловизора превышает 0.81. В разных диапазонах видимого спектра корреляция отражения с содержанием обменного магния и калия ниже, чем в тепловой области, где коэффициент корреляции с содержанием обменного магния составляет 0.81, а с содержанием обменного калия – 0.65. Построены степенные регрессионные уравнения для детектирования по отражению в тепловой области спектра таких параметров плодородия почв как содержание гумуса ( R2 = 0.74), обменного калия ( R2 = 0.68) и обменного магния ( R2 = 0.72). Регрессии, полученные с данными тепловизора и с данными отражения в видимом и ближнем ИК-диапазонах, близки по качеству для детектирования содержания гумуса и обменного калия, а для детектирования обменного магния немного выше. Полученные результаты показывают, что тепловая съемка применима для детектирования наиболее значимых параметров плодородия почв тестового поля и может быть использована в качестве основы для их оперативного дистанционного мониторинга.This publication has 20 references indexed in Scilit:
- Proximal soil sensing of soil texture and organic matter with a prototype portable mid-infrared spectrometerEuropean Journal of Soil Science, 2015
- Effects of vegetation and soil texture on surface soil moisture retrieval using multi-temporal optical and thermal infrared observationsInternational Journal of Remote Sensing, 2015
- Consideration of peak parameters derived from continuum-removed spectra to predict extractable nutrients in soils with visible and near-infrared diffuse reflectance spectroscopy (VNIR-DRS)Geoderma, 2014
- The Performance of Visible, Near-, and Mid-Infrared Reflectance Spectroscopy for Prediction of Soil Physical, Chemical, and Biological PropertiesApplied Spectroscopy Reviews, 2013
- Visible and Near Infrared Spectroscopy in Soil SciencePublished by Elsevier BV ,2010
- Spatial Modeling of a Soil Fertility Index using Visible–Near‐Infrared Spectra and Terrain AttributesSoil Science Society of America Journal, 2010
- Spectral Reflectance Methodology in Comparison to Traditional Soil AnalysisSoil Science Society of America Journal, 2006
- Visible, near infrared, mid infrared or combined diffuse reflectance spectroscopy for simultaneous assessment of various soil propertiesGeoderma, 2005
- Simultaneous estimation of several soil properties by ultra-violet, visible, and near-infrared reflectance spectroscopySoil Research, 2003
- Spectral band selection for the characterization of salinity status of soilsRemote Sensing of Environment, 1993