基于高光譜數(shù)據(jù)和LANDSAT影像的土壤分散性建模研究.pdf

1、中國是一個山地大國，然而近幾年來卻面臨一個巨大的安全瓶頸:泥石流。泥石流的發(fā)生往往具有突發(fā)性以及流速快、流量大和破壞力強等特點，對我國造成了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此，迫切需要我們了解泥石流的發(fā)育特征、成因條件與影響因素。經(jīng)調(diào)研，分散性土壤是產(chǎn)生泥石流的重要因素，且與泥石流物源區(qū)土壤侵蝕量密切相關(guān)，也是決定泥石流規(guī)模及危險程度的關(guān)鍵因素。目前，對于土壤分散性的研究主要集中在分散性鑒定、分散性成因及粘土工程防治方面，且只是針對單個樣本

2、進行研究，很難直接對大面積土壤分散性進行研究。而高光譜遙感以其及時、準(zhǔn)確的獲取大面積的土壤分散性信息提供了依據(jù)，且具有高光譜、高分辨率等特點，這對土壤分散性的監(jiān)測、泥石流預(yù)測具有現(xiàn)實的意義。因此，本文研究一種尚無人開展的土壤分散性高光譜探測方法。以甘肅省舟曲縣泥石流物源區(qū)為研究對象，通過土壤高光譜數(shù)據(jù)及土壤樣品化學(xué)分析數(shù)據(jù)，研究土壤分散性影響因素與連續(xù)統(tǒng)去除之間的相關(guān)性，遴選特征波段，運用逐步回歸方法建立土壤分散性影響因素的定量反演模型

3、，并對模型進行檢驗。同時利用LANDSAT影像對土壤分散性各影響因素成分信息專題制圖。研究結(jié)果顯示:
　　(1)影響該地區(qū)土壤分散性的主要因素有pH值、鈉離子濃度、蒙脫石、伊利石和高嶺石，并得到了穩(wěn)定性較好（R2=0.686）的土壤分散性與它們之間的定量模型。
　　(2)分析了pH值、鈉離子濃度、蒙脫石含量、伊利石含量及高嶺石含量與土壤反射率及其變換的相關(guān)性:這5種主要的影響因素與光譜反射率的相關(guān)性總體較低，但與連續(xù)統(tǒng)去除后

4、值的相關(guān)性很高。通過選擇相關(guān)系數(shù)最大的波段作為敏感波段。
　　(3)采用逐步回歸的方法建立pH值、鈉離子、蒙脫石、伊利石及高嶺石與光譜反射率、光譜連續(xù)統(tǒng)去除之間的定量模型。依據(jù)決定系數(shù)及均方根誤差結(jié)果顯示，基于反射率指標(biāo)建立的模型對于鈉離子濃度的反演具有較高的穩(wěn)定性和預(yù)測性，基于連續(xù)統(tǒng)去除指標(biāo)建立的模型對于pH值、蒙脫石、伊利石及高嶺石含量的定量反演具有較好的穩(wěn)定性和預(yù)測性。
　　(4)根據(jù)逐步回歸模型結(jié)果結(jié)合LANDSAT