崇明島土壤高光譜特征分析與鹽堿化最優(yōu)波段選擇.pdf

1、作為不可再生資源的土地資源是人類社會的寶貴財(cái)富，近些年隨著人口的增長，不合理開發(fā)的增加，耕地在逐漸減少，土地質(zhì)量在退化，而土壤鹽堿化問題正是干旱、半干旱地區(qū)土地質(zhì)量退化的主要問題，因此及時(shí)、精準(zhǔn)、動態(tài)的獲取鹽堿土鹽分信息，對治理鹽堿土、防止其進(jìn)一步退化和進(jìn)行農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。傳統(tǒng)的土壤鹽堿化監(jiān)測采用野外定點(diǎn)調(diào)查方式，耗時(shí)費(fèi)力而且測點(diǎn)少，代表性差，無法實(shí)現(xiàn)大面積實(shí)時(shí)監(jiān)測。傳統(tǒng)遙感雖然能大面積、重復(fù)獲取多波段、多時(shí)相的影像，但是波段數(shù)

2、較少，光譜分辨率不高的特點(diǎn)，使得其對土壤的鹽堿化監(jiān)測并不能取得很好的效果。上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的高光譜遙感波段多、信息量大、能獲得連續(xù)的光譜信息，為大面積實(shí)時(shí)的動態(tài)監(jiān)測鹽堿土狀況提供了可能。 本論文正是將高光譜遙感引入土壤研究中，以上海市崇明島為研究區(qū)，分析野外光譜測量的影響因素，學(xué)習(xí)野外光譜測量規(guī)范，根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)設(shè)計(jì)高光譜野外測量實(shí)驗(yàn)，并利用野外測量得到的土壤高光譜數(shù)據(jù)，深入分析土壤的高光譜特征，根據(jù)各個(gè)波段之間的相關(guān)性將測量

3、的波段范圍劃分為幾個(gè)波段組，并從多個(gè)角度提取土壤高光譜的特征參數(shù)，然后對這些特征參數(shù)的值，利用馬氏距離法進(jìn)行單因素的土壤分類，得到了利用土壤在610 nm、570 nm、695 nm和720nm處反射率進(jìn)行土壤分類效果較好，以這四個(gè)特征參數(shù)為輸入，利用最大似然法可以獲得更準(zhǔn)確的土壤分類結(jié)果，文中給出了分類的標(biāo)準(zhǔn)，取得了不錯(cuò)的結(jié)果。 在進(jìn)行野外光譜測量的同時(shí)，實(shí)時(shí)采取土壤樣本，進(jìn)行土壤樣品的實(shí)驗(yàn)室處理和理化分析，測量反映土壤鹽堿化

4、的土壤浸提液電導(dǎo)率。對土壤高光譜進(jìn)行14種形式的變化，對每種形式的變化和土壤反射率本身與浸提液電導(dǎo)率進(jìn)行單波段相關(guān)性分析，并為反射率和每種變換形式提取相關(guān)系數(shù)的峰值，最后利用這些峰值所在的值對土壤浸提液電導(dǎo)率進(jìn)行逐步多元線性回歸分析，并計(jì)算回歸方程調(diào)整的判定系數(shù)和總均方根差，以反映回歸效果，得到土壤反射率在610 nm處、土壤反射率的一階微分在517 nm和318 nm處對預(yù)測土壤浸提液電導(dǎo)率有不錯(cuò)的效果，并給出了預(yù)測方程。這有助于奠定