基于噪声估计的表层土壤质地快速检测

摘要

土壤质地是重要的土壤物理性质之一,快速准确并且无损地检测土壤质地,对于土地勘探和农业生产有着至关重要的意义。为了实现土壤质地的快速检测,本文选择内蒙古达拉特旗与土默特左旗作为研究区域,实地采集野外砂土、砂壤土的数据,并分析不同质地土壤的雷达图像,发现土壤图像的高斯白噪声与土壤含砂率具有直接相关性。本文采用主成分分析法对土壤的探地雷达图像进行分析,得到土壤图像的最小特征值与方差的比值K,然后基于回归分析方法拟合出比值K与图像块数量K的幂函数关系,最后利用实验的方法获取土壤含砂率与土壤图像真实噪声均方差估计值的大量数据。当真实噪声均方差的值为0~3000时,使用最小二次曲线拟合出真实噪声均方差与含砂量的函数关系,从而得出判断土壤质地的方法,快速、准确、无损地检测土壤质地。