土壤近紅外光譜檢測 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

宋海燕 著

圖書標籤:

• 近紅外光譜
• 土壤分析
• 光譜檢測
• 農業科學
• 環境科學
• 土壤化學
• 遙感技術
• 快速檢測
• 無損檢測
• 土壤質量

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122193414

版次：1

商品編碼：11419005

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-12-01

頁數：184

正文語種：中文

編輯推薦

宋海燕著的《土壤近紅外光譜檢測》一書，在介紹近紅外光譜技術的基礎上，對影響土壤近紅外光譜檢測的一些因素進行瞭分析，主要從檢測方法、土壤粒徑、土壤質地和土壤水分5個方麵進行瞭詳細介紹。圖文並茂，理論性和學術性比較強。

內容簡介

本書詳細介紹瞭采用近紅外光譜檢測技術在土壤中對水分、有機質、氮、磷、鉀和pH值所開展的一些檢測工作，具體分析瞭過篩處理土壤樣本和簡單處理土壤樣本的近紅外光譜特性及定量預測模型的建立；為瞭能提高所建模型的預測精度，也為瞭能更進一步推動該項技術盡早進入田間實時檢測，本書還分彆從檢測方法、土壤粒徑、土壤質地和土壤水分這4方麵分析瞭它們對土壤近紅外光譜檢測的影響，並根據這些影響有針對性地提齣瞭一些措施；本書還對利用二維相關光譜理論開展的一些初步研究工作進行瞭介紹；最後對實驗團隊研製的土壤近紅外光譜檢測儀提齣瞭一些改進意見，為今後研究工作的開展提供瞭參考依據。
本書可供從事近紅外光譜檢測、農田信息采集等相關領域科研工作的科技人員使用或參考，也可供高校相關專業的師生學習或參考。

目錄

第一章近紅外光譜概述
第一節近紅外光譜的産生1
第二節近紅外光譜檢測方法4
一、漫反射檢測4
二、透射檢測7
第三節主要近紅外譜帶的歸屬10
一、C—H鍵的近紅外吸收10
二、O—H鍵的近紅外吸收11
三、N—H鍵的近紅外吸收12
第四節近紅外光譜分析技術12
一、定性分析12
二、定量分析13
三、模型判彆標準14
第五節近紅外光譜檢測的特點16
第六節土壤近紅外光譜檢測機理18
本章小結19
第二章土壤水分的近紅外光譜檢測
第一節土壤水分概述21
一、土壤水分21
二、不同含水率土壤的配製22
第二節基於主成分�采窬�網絡的土壤水分近紅外光譜定量分析22
一、實驗材料與儀器22
二、譜圖預處理方法的選取23
三、定量分析方法的選取24
四、數據分析及結論30
第三節土壤水分近紅外光譜差譜圖分析35
本章小結38
第三章土壤有機質的近紅外光譜檢測
第一節土壤有機質概述40
一、土壤有機質40
二、土壤有機質標準測定方法41
第二節過篩處理土壤樣本後有機質的近紅外光譜檢測42
一、實驗材料與儀器42
二、譜圖預處理方法的選取44
三、定量分析方法的選取46
四、數據分析及結論49
五、土壤有機質空間分布分析51
第三節簡單處理土壤樣本後有機質的近紅外光譜檢測54
一、實驗材料與儀器54
二、譜圖預處理方法的選取56
三、定量分析方法的選取58
四、數據分析及結論58
本章小結62
第四章土壤氮的近紅外光譜檢測
第一節土壤氮概述64
一、土壤氮64
二、土壤氮標準測定方法65
第二節過篩處理土壤樣本後全氮含量的近紅外光譜檢測67
一、實驗材料與儀器67
二、譜圖預處理方法的選取68
三、定量分析方法的選取68
四、數據分析及結論68
五、土壤氮的空間分布分析69
第三節簡單處理土壤樣本後氮含量的近紅外光譜檢測71
一、實驗材料與儀器71
二、譜圖預處理方法的選取71
三、定量分析方法的選取76
四、數據分析及結論77
本章小結80
第五章土壤磷、鉀的近紅外光譜檢測
第一節土壤磷概述83
一、土壤磷83
二、土壤磷標準測定方法85
第二節土壤鉀概述85
一、土壤鉀85
二、土壤速效鉀標準測定方法86
第三節過篩處理土壤樣本後土壤磷、鉀含量的近紅外光譜檢測87
一、實驗材料與儀器87
二、譜圖預處理方法的選取88
三、定量分析方法的選取88
四、數據分析及結論88
第四節簡單處理土壤樣本後土壤磷、鉀含量的近紅外光譜檢測91
一、實驗材料與儀器91
二、譜圖預處理方法的選取91
三、定量分析方法的選取92
四、數據分析及結論92
本章小結94
第六章土壤酸堿度的近紅外光譜檢測
第一節土壤酸堿度概述97
一、土壤酸堿度97
二、土壤酸堿度標準測定方法98
第二節過篩處理土壤樣本後土壤酸堿度的近紅外光譜檢測98
一、實驗材料與儀器98
二、譜圖預處理方法的選取99
三、定量分析方法的選取99
四、數據分析及結論99
第三節簡單處理土壤樣本後土壤酸堿度的近紅外光譜檢測102
一、實驗材料與儀器102
二、譜圖預處理方法的選取102
三、定量分析方法的選取106
四、數據分析及結論106
本章小結109
第七章影響土壤近紅外光譜檢測的因素
第一節測量方法的影響111
一、測量範圍對測量結果的影響112
二、測量方式對測量結果的影響116
三、土壤預處理方法對測量結果的影響118
第二節土壤粒徑的影響122
一、土壤粒徑對土壤全氮含量預測的影響122
二、土壤粒徑對土壤堿解氮含量預測的影響125
第三節土壤質地的影響128
一、土壤質地對土壤有機質定量預測的影響128
二、減少土壤質地對土壤近紅外光譜檢測的措施131
第四節土壤水分的影響134
一、土壤水分對土壤全氮預測的影響135
二、土壤水分對土壤有機質預測的影響137
本章小結142
第八章二維相關光譜技術在土壤近紅外光譜檢測中的應用
第一節二維相關光譜概述144
一、二維相關光譜分析技術的背景144
二、二維相關光譜的數學理論145
三、二維相關光譜的性質147
四、二維相關近紅外光譜的應用發展149
第二節水分對土壤近紅外光譜
檢測影響的二維光譜解析151
一、實驗材料與方法151
二、結果與分析152
三、結論156
第三節基於二維光譜解析的
水分對土壤有機質的影響156
一、實驗材料與方法156
二、結果與分析157
本章小結160
第九章土壤近紅外光譜檢測儀的研製
第一節近紅外光譜儀器的基本結構162
一、光源係統162
二、分光係統163
三、檢測器164
四、測樣器件165
五、數據處理及顯示係統165
第二節近紅外光譜儀器的性能指標166
一、範圍166
二、分辨率167
三、采樣間隔167
四、掃描速度167
五、重現性168
六、準確性168
七、信噪比168
八、雜散光169
九、軟件功能169
第三節土壤近紅外光譜儀器的研製169
一、係統結構170
二、係統改進171
本章小結173
參考文獻

前言/序言

《透視地錶之下：土壤養分與環境監測的現代方法》 本書並非聚焦於土壤近紅外光譜檢測這一特定技術，而是旨在為讀者構建一個更為廣闊的視角，深入探討土壤在現代農業、生態保護以及環境保護中的多重角色，並由此引申齣一係列與之相關的、多維度的數據采集、分析與應用技術。我們將目光投嚮土壤的內在奧秘，理解其作為生命支持係統的重要性，並以此為齣發點，探尋提升土壤健康、優化農業生産、應對環境挑戰的各種有效途徑。 第一部分：土壤——生命的基石與環境的晴雨錶 土壤的構成與功能： 本部分將從基礎科學的角度齣發，解析土壤的物理、化學和生物組成。我們將詳細闡述土壤的結構，如團粒結構、孔隙度及其對水分、養分和空氣流通的影響。探討土壤中礦物質、有機質、水分、空氣以及微生物的動態平衡，以及它們如何協同作用，為植物生長提供必需的養分和支撐。同時，我們也將深入分析土壤在水文循環、碳循環、氮循環等關鍵地球化學過程中的核心作用，揭示其作為“地球之腎”的巨大環境調節能力。 土壤健康：農業可持續發展的命脈： 我們將界定“土壤健康”的概念，並闡釋其對農業生産力、農産品質量以及環境可持續性的決定性影響。土壤健康不僅僅是養分的充足，更包含其良好的物理結構、豐富的生物多樣性、適宜的pH值以及較低的汙染物含量。本書將深入剖析導緻土壤退化的各種因素，包括不閤理的耕作方式、過度施肥、化學品濫用、水土流失等，並從理論層麵解釋這些因素如何破壞土壤生態係統的穩定性，最終導緻生産力下降和環境惡化。 土壤與環境互饋：一個復雜的耦閤係統： 本部分將著重強調土壤與大氣、水體、生物圈之間的緊密聯係和相互影響。我們將探討土壤對氣候變化的影響，例如溫室氣體（如二氧化碳、甲烷、氧化亞氮）的排放與固存。分析土壤在水體汙染淨化中的作用，以及農業活動如何通過徑流和滲漏影響地錶水和地下水的水質。此外，還將審視土壤退化如何加劇自然災害，如沙塵暴、洪水和滑坡的發生頻率和強度。 第二部分：洞察土壤：多角度的探測與監測技術 在理解瞭土壤的重要性之後，本部分將轉嚮如何有效地“讀懂”土壤。我們將介紹一係列先進的、非侵入式或微創式的土壤監測技術，它們為我們提供瞭前所未有的洞察力。 傳統土壤分析方法的迴顧與局限： 我們將簡要迴顧實驗室條件下常用的土壤化學和物理分析方法，如凱氏定氮法、重金屬含量測定、粒度分析等。雖然這些方法能提供精確的數據，但其過程往往耗時、耗力，且樣本的代錶性問題限製瞭其大範圍、高頻次的監測能力。我們將以此為基礎，引齣對更高效、更便捷監測手段的需求。 遙感技術在土壤監測中的應用： 本部分將聚焦於遙感技術，特彆是光學遙感和微波遙感，在區域性土壤信息獲取中的潛力。我們將探討不同波段的電磁波與土壤錶層特性（如土壤水分、有機質含量、土壤類型、地錶溫度）的相互作用機理。例如，地錶反射率在不同光譜區域的變化如何反映土壤的物理化學性質。我們將介紹多光譜和高光譜遙感數據如何用於繪製土壤養分分布圖、識彆土壤退化區域、監測土壤水分狀況以及評估土壤有機質含量。同時，也將討論閤成孔徑雷達（SAR）在穿透雲層、獲取高分辨率土壤水分信息方麵的優勢。 地理信息係統（GIS）與空間數據分析： 本部分將闡述GIS技術在整閤、管理和分析地理空間數據中的關鍵作用。我們將演示如何將遙感數據、野外采樣數據、地形數據、氣象數據等多種信息源導入GIS平颱，進行空間疊加分析、插值、聚類等操作，從而生成具有實際應用價值的土壤信息圖件，例如土壤肥力等級圖、土壤侵蝕風險圖、土壤有機碳儲量分布圖等。GIS技術能夠幫助我們理解土壤空間異質性，識彆關鍵區域，並為精準農業和區域規劃提供決策支持。 物聯網（IoT）與傳感器網絡的應用： 我們將深入探討物聯網技術如何賦能土壤監測的智能化和實時化。介紹各類土壤傳感器，如土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器、pH傳感器、EC傳感器、以及能夠監測土壤呼吸、微生物活性等生物學指標的先進傳感器。討論如何構建基於無綫通信技術的傳感器網絡，實現對大範圍土壤環境參數的連續、實時監測，並將數據傳輸至雲平颱進行處理和分析。我們將重點關注其在精準灌溉、智能施肥、病蟲害預警等方麵的實際應用案例。 無人機（UAV）作為靈活的數據采集平颱： 本部分將介紹無人機在土壤監測中的獨特優勢，如其高靈活性、高時效性和成本效益。我們將探討如何為無人機搭載多光譜、高光譜相機，甚至激光雷達（LiDAR）等傳感器，用於獲取高分辨率的土壤錶麵信息，進行精細化的農田監測、土壤侵蝕評估、以及作物生長狀況的早期診斷。無人機還可以用於快速、便捷地進行野外采樣點的布設和指引。 第三部分：解鎖土壤潛力：數據驅動的土壤管理與決策 掌握瞭多樣的土壤監測技術後，關鍵在於如何將獲取的海量數據轉化為 actionable insights，以指導更科學、更可持續的土壤管理實踐。 精準農業與土壤養分管理： 本部分將深入闡述精準農業的核心理念，即“因地製宜，精準施策”。我們將結閤前文提到的各種監測技術，展示如何基於土壤養分空間變異的真實情況，進行變層施肥、精準灌溉，最大限度地提高養分利用效率，減少化肥和農藥的流失，降低對環境的負麵影響，並最終提升作物産量和品質。討論如何利用數據構建作物模型，預測不同區域的養分需求。 土壤退化防治與生態修復： 基於對土壤侵蝕、鹽堿化、闆結等退化現象的監測數據，本部分將探討科學的土壤改良和生態修復策略。例如，如何根據土壤侵蝕模型選擇適宜的覆蓋作物、建設集水工程；如何通過增施有機肥、調整耕作製度來改善土壤結構，提高保水保肥能力；以及如何利用生物修復技術，如微生物改良，來治理土壤汙染。 土壤碳匯與氣候變化應對： 本部分將著重關注土壤在固碳減排中的巨大潛力。我們將介紹基於土壤有機碳監測和模型估算，如何通過推廣保護性耕作、秸稈還田、種植固碳作物等措施，增加土壤有機質含量，從而提升土壤的碳匯能力，為應對全球氣候變化做齣貢獻。討論相關的政策和激勵機製。 農業麵源汙染的監測與控製： 鑒於農業活動對水環境的潛在影響，本部分將重點關注如何利用土壤監測技術，識彆和量化農業麵源汙染的來源和途徑。例如，通過監測土壤養分淋溶情況，評估化肥和農藥的使用是否閤理，並據此製定控製措施，如優化施肥方案、改進灌溉方式、推廣綠色防控技術等，以減輕對地錶水和地下水的影響。 土壤質量評價與風險評估： 本部分將討論如何整閤多維度土壤數據，建立一套全麵的土壤質量評價體係。這包括對土壤肥力、土壤結構、土壤生物多樣性、以及土壤汙染物含量等指標進行綜閤評估。同時，也將探討如何基於土壤數據進行環境風險評估，例如評估土壤中汙染物對農産品安全和人體健康的潛在風險，以及土壤退化對生態係統服務功能的影響。 結語：麵嚮未來的土壤智慧 本書的最終目標是啓發讀者認識到，土壤並非簡單的“泥土”，而是承載著生命、調節著環境、支撐著經濟的復雜而動態的係統。通過掌握和應用多樣的現代監測技術，我們能夠更深入地理解土壤的語言，更精準地把握其需求，從而實現農業的可持續發展，守護我們共同的地球傢園。未來的土壤管理將是數據驅動的、智能化的、精細化的，本書提供瞭一個全麵而深入的視角，以期為這一美好未來的到來貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常有格調，那種深沉的藍色調搭配著一些抽象的綫條紋理，一下子就抓住瞭我的眼球。我原本對這類專業書籍的封麵通常不太抱有期待，但《土壤近紅外光譜檢測》的這個設計顯然是下瞭功夫的。它沒有那種直白的圖錶堆砌，反而營造齣一種神秘而又科學的氛圍，讓人聯想到地下的復雜結構和隱藏的奧秘。拿到手裏掂瞭掂，感覺分量十足，裝幀精良，紙張的質感也很好，翻閱起來非常舒適，這是閱讀體驗的良好開端。我立刻被書中引言部分對“非接觸式快速分析”的論述所吸引，作者似乎在探討一種超越傳統化學濕法分析的未來趨勢，這讓我對接下來的內容充滿瞭好奇和期待。特彆是其中提到如何利用光譜的“指紋”來解讀土壤的有機質含量和養分分布，那種將宏觀現象與微觀結構聯係起來的敘述方式，非常具有啓發性。整體而言，這本書的“外衣”和初步的“迎客之道”做得非常成功，讓人願意進一步探索其深邃的內涵。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭幾個小時仔細研讀瞭其中關於數據預處理和校正模型的章節，這部分內容簡直是技術宅的福音。作者在描述如何去除背景噪音和儀器漂移時的那種嚴謹和細緻，讓我感到非常踏實。他們不僅僅是羅列公式，而是深入剖析瞭每一步處理背後的物理或化學原理。比如，對於散射效應的處理，書中詳細對比瞭標準正態變量變換（SNV）和多元散射校正（MSC）在不同土壤類型下的適用性差異，並配有詳實的圖示說明，這種對比分析極具實戰價值。我特彆欣賞作者在講解如何選擇最優波長子集時所采用的迭代算法描述，那種邏輯的層層遞進，就像在解一個精密的數學謎題。對於那些需要在實驗室或野外進行高通量數據分析的人來說，這本書提供瞭一套近乎“教科書級彆”的操作範本，減少瞭試錯成本。讀完這部分，我感覺自己對於光譜數據的“清洗”和“提純”技能又上瞭一個颱階，不再是盲目套用軟件功能，而是真正理解瞭背後的“為什麼”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格相當地沉穩內斂，用詞精準，幾乎沒有使用任何煽情的詞匯，完全是以一種冷靜、客觀的態度在闡述科學事實和方法論。雖然整體偏嚮硬核技術，但其行文的組織邏輯卻齣人意料地清晰。章節之間的過渡非常自然，像是搭起瞭一個嚴密的腳手架，將復雜的知識點層層承載起來。特彆是對不同類型官能團吸收峰的歸屬解析部分，作者運用瞭一種類似“偵探破案”的推理結構，從吸收峰的位置、強度齣發，逐步鎖定土壤中的特定組分，這種敘事上的“抽絲剝繭”方式，極大地降低瞭初學者理解光譜特徵的難度。這本書的排版也值得稱贊，圖錶清晰，關鍵術語的定義明確，確保瞭信息傳遞的效率最大化。對於希望係統學習和掌握這一分析技術的科研人員或高級學生來說，它提供瞭一個結構化、高密度的知識框架，是案頭必備的參考佳作。

評分☆☆☆☆☆

從一個長期從事土壤科學研究的視角來看，這本書最令人稱贊的一點是其對“土壤異質性”挑戰的深刻洞察和應對策略。土壤的復雜性是眾所周知的，不同粒徑、不同礦物組分、不同含水量的微小變化，都會導緻光譜信號的劇烈波動。許多教材往往會輕描淡寫地帶過這個問題，但《土壤近紅外光譜檢測》卻用瞭大量的篇幅來係統梳理各種影響因素，並分類探討瞭針對性的解決方案。例如，對於含水量的影響，書中詳細對比瞭烘乾樣品、自然風乾樣品與原位測量光譜之間的關係轉換模型，這種細緻入微的處理方式，體現瞭作者紮實的田間工作經驗。它不迴避現實中的難題，反而直麵這些“髒數據”，並試圖用科學的方法去馴服它們。這讓我感覺到作者的真誠和專業性，這本書絕對是麵嚮實際應用場景而非僅為理論探討而寫。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格在技術論述之外，還穿插瞭一些對前沿研究動態的宏觀展望，這一點是很多專業書籍所欠缺的。在介紹完基礎的定量模型構建之後，作者話鋒一轉，開始探討高光譜成像技術在空間尺度上對土壤汙染擴散的實時監測潛力。這種從微觀光譜點到宏觀區域圖像的跨越，讓整個閱讀體驗變得立體起來。我被書中描述的“空間混疊問題”的解決方案所吸引，作者似乎提供瞭一種融閤瞭機器學習和地理信息係統（GIS）的新思路來解決傳統光譜方法的空間局限性。讀到這裏，我仿佛看到瞭未來精準農業和環境修復的藍圖，光譜技術不再是孤立的實驗室工具，而是能夠與遙感和物聯網深度結閤的強大引擎。這種前瞻性的視野，讓這本書的價值超越瞭單純的“技術手冊”，更像是一部引領行業未來方嚮的思考錄。它激發瞭我去探索更多跨學科閤作的可能性。