木兰溪下游区土壤重金属高光谱遥感估算模型研究
发布时间：2020-07-09 19:42
【摘要】：土壤是人类赖以生存的基础,而随着社会工业化的深入发展,大量废弃污染物通过各种媒介进入到土壤环境,使得土壤受到不同程度的污染,其中重金属是最为重要的污染物质之一。高光谱遥感技术因具有非破坏性、非接触元素以及大范围快速监测等特点已经成为土壤重金属元素监测的重要技术途径。但现有土壤重金属高光谱估算研究中,并未系统地对不同土壤重金属建模方法和土壤光谱变换方法进行综合考虑和对比,本文以木兰溪下游为研究区域,综合运用多种光谱处理方法和建模方法估算铬、钴、铜和砷四种土壤重金属元素含量,并对四种重金属元素模型结果进行对比分析,以期得到研究区四种重金属元素较优的光谱变换方式和建模方法,为区域快速检测四种重金属元素含量提供一定的参考价值。本文主要研究结论如下:(1)木兰溪下游区土壤铬元素和土壤钴元素在400～2400 nm波段范围内,经过多种光谱变换后,仍有大量稳定且分布较连续的波段通过0.01极显著性检验水平;而土壤铜元素和土壤砷元素则只有较少且分布分散的波段在特定光谱变换后通过0.01极显著性检验水平。(2)木兰溪下游区铬、钴、铜和砷四种重金属元素最佳光谱变换方式均有导数变换,表明导数变换能够增强土壤光谱中对于四种重金属元素的响应信息,从而提高四种重金属元素模型精度。此外,倒数变换、倒数对数变换、波段深度与对数倒数变换也能够在一定程度上提高特定土壤重金属元素的模型精度。(3)木兰溪下游区四种重金属元素模型估算效果为铬钴砷铜,其中铬和钴元素平均建模决定系数分别为0.800和0.604,平均验证决定系数分别为0.948和0.671,高于土壤铜元素和砷元素。对于土壤铬元素和钴元素,建模方法的选择对模型精度的影响较低,而土壤铜元素和砷元素模型精度受模型方法的影响较大。总体来说,主成分回归法、偏最小二乘回归法和地理加权回归法建模效果相近,均能够满足研究区土壤铬、钴和砷元素的高光谱模型反演要求,而对于研究区土壤铜元素,多元逐步回归法估算效果优于其他方法。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53;X87
【图文】：
逡逑本文完整的技术路线如图１所示。逡逑１野外土壤邋１逡逑样本采集逡逑＾＾邋Ｈ邋风干逡逑样本＋处理逡逑１００目邋］０Ｇ目Ｌｊ过筛逡逑ｉ邋＼逦ｉ逡逑土壤样本逦Ｉ土壤样本重逡逑光谱测量逦Ｉ金属测量逡逑ＡＳＤ
壤光谱曲线分为四种类型，分别是平直型光谱曲线、缓斜型光谱曲线、陡坎型光逡逑谱曲线与波浪型光谱曲线通过对研宄区４３个土壤样木曲线进行平均值计算逡逑后，得到如图２－１所示的光谱曲线图。逡逑）：｜逡逑ｈ／逡逑Ｑ邋Ｑ邋逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逡逑３００逦５５０逦８００逦１０５０逦１３００逦１５５０逦１８００逦２０５０逦２３００逦２５５０逡逑波邋Ｋ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｎｎｉ逡逑图２－１邋土壤采样点光谱反射率逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｒｅｎｅｃｔａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｐｏｉｎｔｓ逡逑依据图２－１可以得到研[偳寥姥驹冢常担埃浚玻担埃板澹睿砬淠冢浞瓷涔馄浊义舷哒迩魇谱呦蛳嗨疲丛诳杉獠ǘ危瓷涔馄浊咝甭式洗螅诮焱獠ǘ危义戏瓷涔馄浊咝甭式闲。踔两咏谒剑笏孀挪ǔさ募绦黾樱寥婪瓷溴义下手鸾ハ陆担渲性谪矗埃板澹睿怼ⅲ保梗埃板澹睿砗停玻玻埃板澹睿砀浇纬擅髌返墓馄孜辗濉ｅ义弦延醒衃偙砻鳎寥拦馄自诳杉庥虢焱獠ǘ蔚奈仗卣髦饕且蛭鹗衾胱渝义系牡缱釉厩
本文编号：2747896
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53;X87
【图文】：
逡逑本文完整的技术路线如图１所示。逡逑１野外土壤邋１逡逑样本采集逡逑＾＾邋Ｈ邋风干逡逑样本＋处理逡逑１００目邋］０Ｇ目Ｌｊ过筛逡逑ｉ邋＼逦ｉ逡逑土壤样本逦Ｉ土壤样本重逡逑光谱测量逦Ｉ金属测量逡逑ＡＳＤ
壤光谱曲线分为四种类型，分别是平直型光谱曲线、缓斜型光谱曲线、陡坎型光逡逑谱曲线与波浪型光谱曲线通过对研宄区４３个土壤样木曲线进行平均值计算逡逑后，得到如图２－１所示的光谱曲线图。逡逑）：｜逡逑ｈ／逡逑Ｑ邋Ｑ邋逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逡逑３００逦５５０逦８００逦１０５０逦１３００逦１５５０逦１８００逦２０５０逦２３００逦２５５０逡逑波邋Ｋ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｎｎｉ逡逑图２－１邋土壤采样点光谱反射率逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｒｅｎｅｃｔａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｐｏｉｎｔｓ逡逑依据图２－１可以得到研[偳寥姥驹冢常担埃浚玻担埃板澹睿砬淠冢浞瓷涔馄浊义舷哒迩魇谱呦蛳嗨疲丛诳杉獠ǘ危瓷涔馄浊咝甭式洗螅诮焱獠ǘ危义戏瓷涔馄浊咝甭式闲。踔两咏谒剑笏孀挪ǔさ募绦黾樱寥婪瓷溴义下手鸾ハ陆担渲性谪矗埃板澹睿怼ⅲ保梗埃板澹睿砗停玻玻埃板澹睿砀浇纬擅髌返墓馄孜辗濉ｅ义弦延醒衃偙砻鳎寥拦馄自诳杉庥虢焱獠ǘ蔚奈仗卣髦饕且蛭鹗衾胱渝义系牡缱釉厩
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