تمتلك تقنية التصوير الطيفي العالي قدرة فريدة على تحقيق مراقبة سريعة منخفضة التكلفة على نطاق واسع للمعادن الثقيلة في التربة. لمواجهة مشكلة العينة الصغيرة البارزة في استرجاع الصور الطيفية العالية، يقترح هذا البحث طريقة لاسترجاع المعادن الثقيلة في التربة بناءً على التفاضل الدرجي ذو الرتبة الكسرية (FOD). أولاً، يتم توسيع العينات باستخدام البكسلات المجاورة لنقاط أخذ عينات التربة لزيادة التباين الطيفي للعينة؛ ثانياً، يستخدم FOD لتسليط الضوء على الخصائص الطيفية مع المحافظة على معلومات التغير التدريجي للطيف المشتق؛ ثم يتم اختيار النطاقات المثلى عبر طريقة الاختيار التنافسي التكيفية المعاد ترجيحها (CARS)، ويُستخدم الانحدار الجزئي للحد الأدنى للمربعات (PLSR) لبناء نموذج الاسترجاع. بيانات البحث تعتمد على 72 عينة تربة وصورة طيفية عالية الطيران من جنوب منجم هوانغشان في مدينة هامي بمنطقة شينجيانغ الويغورية الذاتية الحكم، حيث جرى استرجاع ثلاث معادن ثقيلة هي الرصاص (Pb)، الزنك (Zn)، النيكل (Ni). أظهرت النتائج أن توسيع العينة لم يخفف فقط من ظاهرة الإفراط في التخصيص، بل حسّن أيضاً دقة الاسترجاع؛ كما عزز التفاضل الكسرى بأفضل رتبة من خصائص الطيفية ورفع دقة الاسترجاع؛ مقارنة بطريقة معامل الارتباط (CC) وطريقة الخوارزمية الوراثية (GA)، أظهرت تقنية CARS اختيار نطاقات أدق وأفضل لتقدير المعادن الثقيلة Pb، Zn، Ni بدقة R²=0.7974، 0.8690، 0.8303 على التوالي، مما يدل على متانة جيدة للطريقة.

التفاضل الدرجي ذو الرتبة الكسرية;صور الاستشعار عن بعد الطيفية العالية;CARS;المعادن الثقيلة في التربة;عينة صغيرة;الطيف المرئي والقريب للأشعة تحت الحمراء;الأشعة تحت الحمراء الموجة القصيرة