【摘要】：土壤是人類賴以生存的最基本的可再生自然資源,其質(zhì)量高低會直接影響社會經(jīng)濟的發(fā)展與人類的生存。農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的不合理開發(fā)利用導致土壤環(huán)境破壞嚴重,土壤鹽漬化成為沿海地區(qū)土壤退化的主要影響因素之一。鹽漬化的土壤會影響作物的生長,導致糧食減產(chǎn)進而影響區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。因此能夠快速高效獲取土壤鹽分信息、動態(tài)且準確的監(jiān)測土壤鹽分隨時空變化的特征,對于治理土壤鹽漬化與實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。本文以濰坊北部海咸水入侵區(qū)作為研究區(qū),在國家自然科學基金項目(41371395)、山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)(濰坊)海咸水入侵調(diào)查與監(jiān)控預警系統(tǒng)建設”、山東省自然科學基金“山東省國土資源遙感波譜庫建設項目”以及“龍口礦區(qū)及周邊海岸帶遙感監(jiān)測研究”的共同支持下,使用近地面實測高光譜數(shù)據(jù)進行土壤全鹽量估測,選取通過檢驗且穩(wěn)定性較好的模型作為星-地遙感數(shù)據(jù)協(xié)同反演估測的基礎,利用協(xié)同遙感數(shù)據(jù)計算光譜指數(shù),結(jié)合土壤全鹽量建立土壤鹽分星-地遙感數(shù)據(jù)協(xié)同估測模型,進行了一系列的研究:對不同土壤鹽分含量的高光譜數(shù)據(jù)進行了分析,探究了不同鹽漬化程度下土壤的光譜特征規(guī)律;對高光譜實測數(shù)據(jù)進行了光譜變換并采用相關(guān)分析獲得了敏感特征波段用以提高模型精度,通過多元線性回歸分析和偏最小二乘回歸分析構(gòu)建了土壤全鹽含量高光譜估測模型;使用星-地遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的方法,利用地面實測高光譜反射率數(shù)據(jù)模擬遙感影像多光譜波段數(shù)據(jù)并構(gòu)建光譜指數(shù)建立模型用以估測土壤鹽分含量,將建立的模型用于遙感影像進行反演研究區(qū)土壤鹽分含量。主要結(jié)論如下:(1)不同鹽分含量的土壤光譜存在不同規(guī)律,在325nm~1075nm波段范圍內(nèi),不同鹽分含量的土壤光譜曲線總體上變化趨勢是一致的,隨波長增加反射率逐漸上升。隨著全鹽含量(即鹽漬化程度)的增加,土壤光譜反射率在各個波段逐漸增強。變化趨勢相對平緩。波段范圍越靠后,反射率增加的趨勢越明顯。(2)利用土壤高光譜數(shù)據(jù)對土壤全鹽量進行反演估測精度良好,不同全鹽量含量的土壤對光譜的吸收反射特征表現(xiàn)出明顯的差異。原始光譜數(shù)據(jù)敏感波段集中在450nm~550nm,與土壤全鹽量相關(guān)系數(shù)最高可以達到0.4左右。對原始光譜數(shù)據(jù)進行光譜變換,光譜變換后,光譜數(shù)據(jù)與土壤全鹽量之間的相關(guān)性明顯提高,其中高光譜反射率一階、二階微分變換所建立的反演模型預測效果最好,模型R~2分別為0.885和0.798且均方根誤差(RMSE)較小,且從檢驗結(jié)果中看出實測數(shù)據(jù)與估測數(shù)據(jù)擬合效果良好,擬合曲線R~2都達到0.8以上。(3)利用ENVI提取Landsat-8影像的波段響應函數(shù),將預處理后的土壤高光譜反射率曲線重采樣至可見光-近紅外范圍。為了更精確的反演土壤全鹽量,利用各波段組合構(gòu)建光譜指數(shù)的方法提高模型精度。同樣使用逐步線性回歸模型與偏最小二乘回歸模型進行建模與估測,對比分析模型結(jié)果并進行檢驗,偏最小二乘回歸模型R~2=0.779,模型RMSE=0.882,精度更高且模型穩(wěn)定。確定反演模型后對遙感影像進行反演。遙感影像進行混合像元分解去除部分水體與影像中有影響的植被光譜信息,并利用近地面實測高光譜數(shù)據(jù)對遙感影像的遙感反射率進行訂正,以減小遙感反射率與高光譜反射率之間的差異。將最終確定的偏最小二乘回歸模型應用到遙感影像上,得到遙感影像反演結(jié)果并利用實際采樣數(shù)據(jù)進行精度檢驗。結(jié)果看出,遙感反演結(jié)果與實際采樣點數(shù)據(jù)較為一致,證明星-地遙感數(shù)據(jù)協(xié)同反演估測土壤鹽分含量具有可行性,為研究區(qū)域土壤鹽分含量的遙感調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測提供了有效途徑。 【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP79;S156.41

【圖文】：

技術(shù)路線圖

地理位置特殊，與全省多個地市相鄰接。該平原是山東省中南部山地河流作用形成的沖積平原，，位于萊州灣南岸濱海地帶，海岸線大約 110 km，是濰重要河流入�？谒趨^(qū)域。研究區(qū)地理坐標大致為 118°38′～119°35′E，36°20′N。北臨萊州灣，由于地勢較為低平，研究區(qū)域內(nèi)的河流與沿河流沖積構(gòu)成下含水砂層受到海咸水入侵的影響，地質(zhì)災害發(fā)生嚴重。研究區(qū)域面1.91km2，占全市總面積的 15%，主要包括壽光市、寒亭區(qū)和昌邑市北部地區(qū)所在地市南面有泰沂山脈，位于山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)與黃河三角洲高效生態(tài)大國家戰(zhàn)略經(jīng)濟區(qū)的重要交匯點，是山東省內(nèi)陸地區(qū)通往半島地區(qū)的咽喉，線由西到東橫穿全市,是半島城市群地理中心，是中國最具投資潛力和發(fā)展活經(jīng)濟強市。有國道和省道五條主要道路分布，又有濟青高速和膠濟鐵路等強路由西到東貫穿研究區(qū)南部，北鄰萊州灣且區(qū)域臨近濰坊南苑機場，形成了陸空交通運輸網(wǎng)絡。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2712295