Original scientific paper
https://doi.org/10.5513/JCEA01/20.1.2158
Određivanje pH tla, ukupnog ugljika i dušika u tlu primjenom linearnih i nelinearnih kalibracijskih modela na temelju hiperspektralne refleksije tla
Ivana Šestak
orcid.org/0000-0002-5802-8669
; University of Zagreb, Faculty of Agriculture, Department of General Agronomy, Svetošimunska cesta 25, 10000 Zagreb, Croatia
Lea Mihaljevski Boltek
; University of Zagreb, Faculty of Agriculture, Undergraduate study program: Agroecology, Svetošimunska cesta 25, 10000 Zagreb, Croati
Milan Mesić
; University of Zagreb, Faculty of Agriculture, Department of General Agronomy, Svetošimunska cesta 25, 10000 Zagreb, Croatia
Željka Zgorelec
; University of Zagreb, Faculty of Agriculture, Department of General Agronomy, Svetošimunska cesta 25, 10000 Zagreb, Croatia
Aleksandra Perčin
; University of Zagreb, Faculty of Agriculture, Department of General Agronomy, Svetošimunska cesta 25, 10000 Zagreb, Croatia
Abstract
Svojstva tla mogu se procijeniti nedestruktivno mjerenjem refleksije tla u vidljivom i blisko infracrvenom području spektra (eng. VNIR). Međutim, rezultati kalibracijskih modela mogu se razlikovati ovisno o preciznosti mjerenja, spektralnom rasponu, varijabilnosti pedoloških značajki i tipu kalibracijskih metoda primijenjenih u predikciji. Cilj istraživanja bio je procijeniti mogućnosti hiperspektralne VNIR spektroskopije za određivanje pH vrijednosti, sadržaja ukupnog ugljika (TC, %) i ukupnog dušika (TN, %) u obradivom tlu tipa Stagnosols na razini poljskog pokusa. Ukupno 200 uzoraka tla (dubina: 30 cm; mreža uzorkovanja: 15x15 m; 2016.) skenirano je u laboratorijskim uvjetima prijenosnim spektroradiometrom (FieldSpec®3, 350-1050 nm). Multivarijatne statističke metode, parcijalna regresija najmanjih kvadrata (eng. PLSR) i neuralne mreže (eng. ANN), korištene su za izračun predikcijskih modela odabranih pedoloških svojstava na temelju VNIR spektra (P<0.05). Između predviđenih i referentnih vrijednosti za kalibracijski i validacijski set podataka, te obje predikcijske metode utvrđena je vrlo jaka do potpuna korelacija i niska korjenovana srednja kvadratna pogreška (PLSR validacija: TC, %: R2=0.85, RMSE=0.163; TN, %: R2=0.76, RMSE=0.018; soil pH: R2=0.69, RMSE=0.55; ANN validacija: TC, %: R2=0.88, RMSE=0.108; TN, %: R2=0.86, RMSE=0.012; soil pH: R2=0.74, RMSE=0.42). ANN modeli učinkovitije su izdvojili kompleksnu vezu između svojstava tla i spektralne refleksije tla u usporedbi s metodom PLSR. Kalibracije definirane ovim istraživanjem predstavljaju potporu preciznim pedološkim istraživanjima kao relevantan alat uz bok standardnim laboratorijskim analizama.
Keywords
hiperspektralna refleksija; neuralne mreže; parcijalna regresija najmanjih kvadrata; pH tla; sadržaj ugljika i dušika u tlu
Hrčak ID:
218137
URI
Publication date:
19.3.2019.
Visits: 1.833 *