ไลบรารีสเปกตรัมดินอินฟราเรดใกล้อินฟราเรด (NIR) โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ NIR แบบใช้มือถือ NeoSpectra โดย Si/Ware

บทคัดย่อ:

ข้อมูลอัพเดท/อัพเดทเกี่ยวกับคุณสมบัติของดินและความสามารถในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของดินเมื่อเวลาผ่านไปมีความสำคัญต่อการปรับปรุงการตัดสินใจหลายอย่างเกี่ยวกับความปลอดภัยของดินในระดับต่างๆ ตั้งแต่การสร้างแบบจำลองและนโยบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลกไปจนถึงการวางแผนสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาระดับชาติไปจนถึงการจัดการทรัพยากรระดับฟาร์มและภาคสนามสเปกโตรสโกปีอินฟราเรดแบบกระจายแสงได้กลายเป็นเครื่องมือห้องปฏิบัติการที่ขาดไม่ได้สำหรับการประมาณคุณสมบัติของดินจำนวนมากอย่างรวดเร็วเพื่อรองรับการทำแผนที่ดิน การตรวจสอบดิน และการทดสอบดินความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีฮาร์ดแวร์ทำให้สามารถพัฒนาเซ็นเซอร์แบบใช้มือถือที่มีข้อกำหนดประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกันกับสเปกโตรมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการ/เกรดใกล้/อินฟราเรด (NIR) ที่นี่เราได้รวบรวมไลบรารีสเปกตรัม NIR แบบใช้มือ/แบบถือได้ (1350/2550 นาโนเมตร) โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ NIR แบบใช้มือถือ NeoSpectra ที่พัฒนาโดย Si/Wareสแกนเนอร์แต่ละตัวติดตั้งเทคโนโลยี Fourier/Transform โดยใช้เทคนิคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ Micro Electromechanical Systems (MEMS) ให้ความแม่นยำและความสอดคล้องระหว่างอุปกรณ์ ห้องสมุดนี้ประกอบด้วยตัวอย่างดินแร่ที่แตกต่างกัน 2,106 ตัวอย่างที่สแกนในสเปกโตรมิเตอร์ NIR ราคาต่ำ/ต้นทุนแบบพกพา 9 ตัว (ระบุด้วยหมายเลขซีเรียล) ตัวอย่างดิน 2,016 ตัวอย่างเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกเพื่อแสดงถึงความหลากหลายของดินแร่ที่พบในสหรัฐอเมริกา และคัดเลือก 90 ตัวอย่าง ทั่วประเทศกานา เคนยา และไนจีเรีย 519 ตัวอย่างของสหรัฐอเมริกาได้รับการคัดเลือกและสแกนโดย Woodwell Climate Research Centerตัวอย่างเหล่านี้ถูกสอบถามจาก USDA NRCS NSSC/KSSL Soil Archives ว่ามีคุณสมบัติที่วัดได้ถึง 8 ชุด (TC, OC, TN, CEC, pH, ดินเหนียว, ทรายและตะกอน)แบ่งชั้นตามขอบฟ้าหลักและลำดับอนุกรมวิธานโดยละเว้นหมวดหมู่ที่มีน้อยกว่า 500 ตัวอย่างสามเปอร์เซ็นต์ของแต่ละชั้น (เช่น การรวมกันของขอบฟ้าหลักและลำดับอนุกรมวิธาน) ถูกสุ่มเลือกเป็นชุดย่อยสุดท้ายที่ดึงมาจากที่เก็บถาวรดินทางกายภาพของ KSSL เป็นตัวอย่างที่ร่อน 2/มม.ตัวอย่างที่เหลือ 1,604 ตัวอย่างสหรัฐได้รับการสอบถามจาก USDA NRCS NSSC/KSSL Soil Archives โดย University of Nebraska/Lincoln เพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์ต่อไปนี้: ความลึกต่ำกว่า <= 30 ซม., ช่วง pH 4.0 ถึง 9.5, คาร์บอนอินทรีย์ < 10%, มากกว่าขีด จำกัด การตรวจจับที่ต่ำกว่า, ตัวอย่างทางกายภาพจริงที่มีอยู่ในเก็บถาวร, ตัวอย่างที่รวบรวมและวิเคราะห์ตั้งแต่ปี 2001 เป็นต้นไป ตัวอย่างที่มีการวิเคราะห์คุณสมบัติสูง/ลำดับความสำคัญ สแกน Clay, CEC, Ca ที่แลกเปลี่ยนได้, Mg ที่แลกเปลี่ยนได้, K ที่แลกเปลี่ยนได้, Na แลกเปลี่ยนได้, CaCO3, OC, TN) และ MIR ตัวอย่างทั้งหมดได้รับการสแกนแบบแห้งร่อน 2 มม. ~ 20 กรัมของตัวอย่างถูกเพิ่มลงในเรือชั่งน้ำหนักพลาสติกซึ่งสแกนเนอร์ NeoSpectra จะถูกวางลงเพื่อสัมผัสกับพื้นผิวดินโดยตรงสแกนเนอร์ถูกเคลื่อนย้ายไปทั่วพื้นผิวของตัวอย่างอย่างเบา ๆ เมื่อทำการสแกนแบบจำลอง 6 ครั้งจากนั้นมีการทำแบบจำลองเหล่านี้โดยเฉลี่ยเพื่อให้มีสเปกตรัมหนึ่งตัวต่อตัวอย่างต่อสแกนเนอร์ในฐานข้อมูลที่ได้รับ ที่เก็บประกอบด้วย: Neospectra_database_column_names.csv: อธิบายตัวแปร (คอลัมน์) ของข้อมูลไซต์และดิน และช่วงของสเปกตรัม NIR และ MIRทั้ง NeoSpectra_WoodwellksSL_AVG และ NeoSpectra_WoodwellksSL_REPS แบ่งปันคอลัมน์เดียวกันCSV ประกอบด้วยชื่อไฟล์ ชื่อคอลัมน์ ประเภท ตัวอย่าง และคำอธิบายพร้อมหน่วยวัด Neospectra_project_summary.txt: สรุปของโครงการที่มีวัตถุประสงค์ต้นกำเนิดของตัวอย่างดินเครื่องมือวัดและ SOP โดยย่อ Neospectra_WoodwellKSSL_avg_MIR.csv: สเปกตรัม MIR เทียบเท่าของรายการตัวอย่างของ neospectra ที่ดึงมาจากฐานข้อมูล KSSL และจัดรูปแบบตามข้อกำหนด OSSL NeoSpectra_Woodwellkssl_AVG_Soil+ไซต์+NIR.csv: ดิน ไซต์ และ NIR ของ Neospectraแต่ละแถวประกอบด้วยสเปกตรัมเฉลี่ยสำหรับเครื่องสแกนเนอร์และตัวอย่างดินที่กำหนด (1 สเปกตรัมต่อสแกนเนอร์ต่อตัวอย่างดิน)ข้อมูลดินและไซต์จะถูกเติมภายในตัวอย่างดินเดียวกัน NeoSpectra_Woodwellkssl_reps_soil+ไซต์+NIR.csv: ดิน ไซต์ และ NIR ของ Neospectraแต่ละแถวประกอบด้วยสเปกตรัมที่จำลองหนึ่งสเปกตรัมของสแกนเนอร์ที่กำหนด (6 ครั้งต่อสแกนเนอร์ต่อตัวอย่างดิน)ข้อมูลดินและไซต์จะถูกเติมภายในตัวอย่างดินเดียวกัน