📄Работа №37619

Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ

📝
Тип работы Дипломные работы, ВКР
📚
Предмет Сельское хозяйство
📄
Объем: 40 листов
📅
Год: 2019
👁️
Просмотров: 226
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1. Сущность метода ИК-спектроскопии 5
2. Применение ИК-спектроскопии в исследовании почвенного покрова 7
2.1. Применение ИК-спектроскопии для оценки ГМС почвы 9
2.2. Применение ИК-спектроскопии для оценки органики почвы 10
3. Анализы спектральных данных 11
3.1. Предварительная обработка 12
4. Моделирование 15
4.1. Оценки качества моделей 16
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 18
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 23
1. Результаты предобработки спектральных данных 23
2. Результаты моделирования 26
ВЫВОДЫ 33
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

📖 Введение

Моделирование свойств объектов исследования во всех сферах науки имеет весомое значение, так как это предоставляет доступ к более эффективным методам работы . В данном исследовании продемонстрировано применение моделирования для прогнозирования в почве содержания гумуса, а также её гранулометрического состава. В работе используются данные, полученные на ИК-спектрометре Фурье, проводится предобработка данных методом Савицкого-Голея и SNV (Standard Normal Variate). Моделирование проводится методом регрессии частичных наименьших квадратов (Partial Least Squares Regression, PLSR).
Актуальность работы заключается в том, что моделирование является современным методом, отвечающим всё более ускоряющимся темпам исследований в области наук о Земле. В работе демонстрируется возможность определения содержания гумуса и гранулометрического состава почв альтернативным видом анализа, основанным на данных ИК- спектроскопии, который занимает малое количество времени в сравнении с традиционными лабораторными анализами С помощью одного спектра можно охарактеризовать различные свойства почвы, а возможность их прогнозирования с помощью моделирования имеет важное практическое значение для предотвращения деградации плодородия почв
Целью работы является построение модели прогнозирования содержания гумуса и гранулометрического состава почв на основе данных ИК-спектроскопии, предварительно обработанных различными методами
Поставленные задачи:
1) определить какой метод предобработки данных является оптимальным;
2) определить какое из исследуемых свойств почвы прогнозируется с большей точностью;
3) оценить качество моделей, построенных методом PLSR для прогнозирования исследуемых почвенных свойств

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Данные ИК-спектроскопии были предварительно обработаны различными методами (SNV, фильтр Савицкого-Голея) . Были построены модели содержания гумуса и ГМС почвы методом регрессии частичных наименьших квадратов (PLSR). В ходе работы сделаны следующие выводы:
1) оптимальным методом предобработки данных является комбинация фильтра Савицкого-Голея + SNV;
2) значение ГМС почвы прогнозируется с большей точностью;
3 ) метод PLSR подходит для построения модели содержания гумуса и ГМС почвы с учетом предварительной обработки спектров, так как в ходе работы получены достаточно высокие коэффициенты детерминации (R) и малые значения корня среднеквадратичной ошибки (RMSE).

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Задорожный В . Н . Имитационное и статистическое моделирование: учеб . пособие / В . Н. Задорожный . - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. - 136 с .
2. Кросс А . Введение в практическую инфракрасную спектроскопию / Кросс А; пер . с англ . Ю . Пентиной . - М . : ИЛ, 196. - 122 с .
Кулакова И И Методы оптической спектроскопии: учеб. пособие / И. И. Кулакова, О . А. Фёдорова, А. В . Хорошутина. - М. : Изд-во МГУ, 2015. - 4- 9 с .
4. Малинина Л . А . Основы информатики: учебник для вузов / Л . А . Малинина, В . В . Лысенко, М . А . Беляев . - Ростов н/Д . : Изд-во Феникс, 2006. - 352 с .
5 . Никонов А . В . Фильтрация методом Савицкого-Голея спектральных характеристик чувствительности матричных фотоприемных устройств / А . В . Никонов, Р. В . Давлетшин, Н. И. Яковлева, П. С . Лазарев. // Успехи прикладной физики, том 4, № 2, 2016. - 198-205 с .
6. Орлов Д . С . Органическое вещество почв Российской федерации / О . Н . Бирюкова, Н. И . Суханова. — М . : Наука, 1996. - 256 с .
7. Прилуцкая Н . С . Исследование структурно-функционального состава гумусовых кислот почв Евроарктического региона методом ИК- спектроскопии / Н С Прилуцкая, Т А Корельская, Л Ф Попова, В А Леонтьева // Вестн . Сев . (Арктич . ) федер . ун-та. — Сер . : Естеств . науки, 2016. - 1 с
8 . Цховребов В . С . Трансформация почв зоны кисловодских парков и прилегающей территории при изменении растительного покрова:
монография / В . С . Цховребов, Л . Ю . Дерквачева. - Краснодар: Агрус, 2 013 .
9. Abdi H. Partial least squares (PLS) regression / H. Abdi, M. Lewis-Beck, A. Bryman, T.Futing // Encyclopaedia for Research Methods for the Social Sciences. - 2003. - P. 7.
10. Bellon-Maurel V. Near-infrared (NIR) and mid-infrared (MIR) spectroscopic techniques for assessing the amount of carbon stock in soils: critical review and research perspectives / V. Bellon-Maurel, A. McBratney // Soil Biology & Biochemistry. - 2011. - № 4 3 . - P. 1398-410.
11. Ben-Dor E. Reflectance measurements of soils in the laboratory: Standards and protocols / E.Ben-Dor, O,Cindy, I.C. Lau // Geoderma. - 2015. - № 245-246. - P. 112-124.
12. Ben-Dor E. A novel method of classifying soil profiles in the field using optical means / D. Heller, A.Chudnovsky // Advances in Agronomy. - 2008. - Vol. 97l. - P. 1113-1123.
13. Bhunia A.K. High throughput screening for food safety assessment: biosensor technologies, hyperspectral imaging and practical applications / A.K. Bhunia, S. K.Moon, C.R. Taitt // Woodhead Publishing. - 2014. - № 262. - P. 550.
14. Curcioa D. Prediction of soil texture distributions using VNIR-SWIR reflectance spectroscopy / D. Curcioa, G. Ciraolob, F. D’Asaroa, M. Minacapillia // Elsevier. 2013. - № 19 . - P. 494-503.
15. Davies A. Back to basics: calibration statistics / A. Davies, T. Fearn // Spectroscopy Europe. - 2006. - № 18 . - P. 31- 32.
16. Geladi P. Partial least-squares regression: a tutorial / P.Geladi,
B. R.Kowalski // Analytica Chimica Acta. - 1986. - № 185 . - P. 1-17.
17. Gomez C. Soil organic carbon prediction by hyperspectral remote sensing and field Vis-NIR spectroscopy: an Australian case study / C.Gomez, R.A.Viscarra Rossel, A.B.McBratney // Geoderma. - 2008. - № 209-210. - P. 403-411.
18. He L. Spectral features of soil organic matter / L.He, J.Wang, Z.Lin. X.Song, Y.Cheng // Geo-spatial Information Science. - 2012. - № 12. - P. 33-40.
19. Maresca M. Recent advances and perspectives in deoxynivalenol Research / M.Maresca. - Basel: Mdpi AG, 2018. - P. 298.
20. Morellos A. Machine learning based prediction of soil total nitrogen, organic carbon and moisture content by using VIS-NIR spectroscopy / A.Morellos,
X.Pantazi, D. Moshou, T.Alexandridis, R.Whetton and al. // Biosystems engineering. - 2016. - № 152 . - P. 104-116.
21. Otto M. Spectrophotometric multicomponent analysis applied to trace metal determinations / M. Otto, W. Wegscheider // Analytical Chemistry. - 1985. - № 57. - P. 63-69.
22. Ruffin C. The analysis of hyperspectral data using Savitzky-Golay filtering-theoretical: basis. 1/ C. Ruffin, R.L. King // International Geoscience and Remote Sensing Symposium. Hamburg, Germany. - 28 June - 2 July 1999. - Cat. No.99CH36293.
23. Sampaio P. Dataset of Near-infrared spectroscopy measurement for amylose determination using PLS algorithms / P.Sampaio, A.Soares, A. Castanho, A.S.Almeida, J.Oliveira // Data in Brief. - 2017. - № 15 . - P. 389-396.
24. Summers D. Visible near-infrared reflectance spectroscopy as a predictive indicator of soil properties / D.Summers, M.Lewis, B.Ostendorf, D. Chittleborough // Ecological Indicators. - 2011. - № 11. - P. 123-131.
25. Stenberg B. Effects of soil sample pretreatments and standardised rewetting as interacted with sand classes on Vis-NIR predictions of clay and soil organic carbon/ B.Stenberg // Advances in Agronomy. - 2010. - Vol. 107. - P. 163-215.
26. Viscarra Rossel R. A. Visible, near infrared, mid infrared or combined diffuse reflectance spectroscopy for simultaneous assessment of various soil properties / R. A. Viscarra Rossel, D. J. J. Walvoortb, A. B. McBratneya, L. J. Janikc, J. O. Skjemstadc // Geoderma. - 2006. -№ 131. - P. 59-75.
27. Viscarra Rossel R. A. In situ measurements of soil colour, mineral composition and clay content by VIS-NIR spectroscopy / R. A. Viscarra Rossel, S. R. Cattle, A. Ortega, Y. Fouad // Geoderma. - 2009. - № 150. - Р . 253-266.
28. Viscarra Rossel, R.A. Colour space models for soil science / R.A. Viscarra Rossel, B. Minasny, P. Roudier, A.B. McBratney // Geoderma. - 2006. - Vol. 133. - P. 320- 337.
29. Verboven S. Robust preprocessing and model selection for spectral data /
S.Verboven, M.Hubert, P.Goos // Journal of Chemometrics. - 2012. - № 2 6 . - P.282-289.
30. Varmuza K. Introduction to Multivariate Statistical Analysis in Chemometrics / K. Varmuza, P. Filzmoser // CRC Press. - 2016. - P. 336.

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ