濰坊海咸水入侵區(qū)土壤鹽分高光譜估測研究.pdf

1、土壤鹽漬化嚴重影響了人類對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土壤鹽漬化現(xiàn)象的突出特點，嚴重的制約了我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展，土壤鹽漬化治理是我國和諧社會發(fā)展的一個重要議題。土壤鹽分含量是土壤鹽漬化水平的一個重要指標。對土壤鹽分含量的估測可以實時獲取土壤鹽漬化水平的變化情況，防止土壤鹽漬化的進一步惡化。
　　本文是在國家自然科學基金

2、項目、國家科技支撐計劃項目、龍口礦區(qū)及周邊海岸帶遙感監(jiān)測研究項目、海（咸）水入侵典型區(qū)數(shù)值模型與預警預報系統(tǒng)開發(fā)建設項目及山東省國土資源遙感波譜庫建設項目的支持下，開展的濰坊海咸水入侵區(qū)土壤鹽分估測研究。
　　濰坊海咸水入侵區(qū)位于黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)和山東半島藍色經(jīng)濟區(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)象嚴重、潛水位及礦化度較高和蒸散發(fā)強烈等因素的影響，研究區(qū)的土壤鹽漬化現(xiàn)象十分明顯。本文

3、在野外實測高光譜數(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、對土壤鹽分含量進行了特征分析、對高光譜實測數(shù)據(jù)進行了數(shù)學變換（光譜特征增強）、采用單相關分析獲得了敏感特征波段、通過多元線性回歸分析構(gòu)建了土壤全鹽含量高光譜估測模型，并建立了土壤波譜庫、采用波譜角分類法獲得了土壤鹽漬化信息。主要結(jié)論如下：
　　（1）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總體上變化趨勢是一致的。隨著波長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％，陽離子以Na+為主，占陽離子總量的64.85%。將八大離子與土壤全鹽

5、含量做相關性統(tǒng)計分析，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，鹽漬化類型為氯型和硫酸鹽型。
　　（3）本研究對野外實測高光譜數(shù)據(jù)進行了一系列的變換，使得光譜特征增強。對未經(jīng)變換的原始光譜反射率（R）進行倒數(shù)（1/R）、對數(shù)（lgR）、對數(shù)倒數(shù)（1/lgR）、均方根（√R）、包絡線消除（CR）五種形式變換，再對R、1/R、1/lgR、√R和CR分別進行一階、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)，與土壤全鹽含量進行單相關分析，獲得了相關關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系數(shù)，其中微分形式的變換效果最為明顯。
　?。?）采用多元線性回歸分析獲得了土壤全鹽含量的高光譜估測模型。結(jié)果表明對原始反射率數(shù)據(jù)進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0.9487。
　　（6）通過實測的高光譜數(shù)據(jù)