濰坊海咸水入侵區(qū)土壤鹽分高光譜估測(cè)研究.pdf

1、土壤鹽漬化嚴(yán)重影響了人類(lèi)對(duì)土地資源的有效利用。土壤蒸散發(fā)、地質(zhì)地貌條件和水文氣候條件等自然因素和人類(lèi)的不合理利用共同造成了土壤鹽漬化的形成。分布地域廣闊、占土地比重大是我國(guó)土壤鹽漬化現(xiàn)象的突出特點(diǎn)，嚴(yán)重的制約了我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，土壤鹽漬化治理是我國(guó)和諧社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要議題。土壤鹽分含量是土壤鹽漬化水平的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)土壤鹽分含量的估測(cè)可以實(shí)時(shí)獲取土壤鹽漬化水平的變化情況，防止土壤鹽漬化的進(jìn)一步惡化。
　　本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金

2、項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、龍口礦區(qū)及周邊海岸帶遙感監(jiān)測(cè)研究項(xiàng)目、海（咸）水入侵典型區(qū)數(shù)值模型與預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目及山東省國(guó)土資源遙感波譜庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目的支持下，開(kāi)展的濰坊海咸水入侵區(qū)土壤鹽分估測(cè)研究。
　　濰坊海咸水入侵區(qū)位于黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)和山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)核心區(qū)之一的濰坊市行政區(qū)北部，地理位置十分重要。由于海拔較低、海水倒灌現(xiàn)象嚴(yán)重、潛水位及礦化度較高和蒸散發(fā)強(qiáng)烈等因素的影響，研究區(qū)的土壤鹽漬化現(xiàn)象十分明顯。本文

3、在野外實(shí)測(cè)高光譜數(shù)據(jù)、土壤全鹽含量和高光譜遙感數(shù)據(jù)的支持下，進(jìn)行了一系列的研究：探究了不同鹽漬化程度下土壤的光譜特征規(guī)律、對(duì)土壤鹽分含量進(jìn)行了特征分析、對(duì)高光譜實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)變換（光譜特征增強(qiáng)）、采用單相關(guān)分析獲得了敏感特征波段、通過(guò)多元線(xiàn)性回歸分析構(gòu)建了土壤全鹽含量高光譜估測(cè)模型，并建立了土壤波譜庫(kù)、采用波譜角分類(lèi)法獲得了土壤鹽漬化信息。主要結(jié)論如下：
　?。?）不同鹽漬化水平的土壤光譜特征規(guī)律
　　在325-1075

4、nm波段范圍內(nèi)，不同鹽漬化水平的土壤光譜反射率曲線(xiàn)總體上變化趨勢(shì)是一致的。隨著波長(zhǎng)范圍的增加土壤光譜反射率逐漸變大。全鹽含量（即鹽漬化水平）越高，各個(gè)波段的光譜反射率也越高。波段范圍越靠后，反射率增加的趨勢(shì)越明顯。
　?。?）土壤鹽分含量的特征分析
　　土壤樣品理化分析表明：研究區(qū)的鹽漬化水平較高。土壤鹽分中的陰離子以Cl-為主，占陰離子總量的46.15％，陽(yáng)離子以Na+為主，占陽(yáng)離子總量的64.85%。將八大離子與土壤全鹽

5、含量做相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析，表明研究區(qū)在海咸水入侵區(qū)范圍內(nèi)Cl-與Na+、Mg2+與SO42-是最主要的組合方式，鹽漬化類(lèi)型為氯型和硫酸鹽型。
　　（3）本研究對(duì)野外實(shí)測(cè)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了一系列的變換，使得光譜特征增強(qiáng)。對(duì)未經(jīng)變換的原始光譜反射率（R）進(jìn)行倒數(shù)（1/R）、對(duì)數(shù)（lgR）、對(duì)數(shù)倒數(shù)（1/lgR）、均方根（√R）、包絡(luò)線(xiàn)消除（CR）五種形式變換，再對(duì)R、1/R、1/lgR、√R和CR分別進(jìn)行一階、二階微分處理，為下一步土壤光譜

6、特征的分析和研究做好準(zhǔn)備。
　?。?）利用上一步獲得的18種光譜數(shù)據(jù)，與土壤全鹽含量進(jìn)行單相關(guān)分析，獲得了相關(guān)關(guān)系圖及敏感特征波段。結(jié)果表明一定的光譜變換可以提高高光譜數(shù)據(jù)與土壤全鹽含量的相關(guān)系數(shù)，其中微分形式的變換效果最為明顯。
　　（5）采用多元線(xiàn)性回歸分析獲得了土壤全鹽含量的高光譜估測(cè)模型。結(jié)果表明對(duì)原始反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行平方根二階微分處理的數(shù)據(jù)建模效果最好，調(diào)整R2高達(dá)0.9487。
　?。?）通過(guò)實(shí)測(cè)的高光譜數(shù)據(jù)