基于Landsat OLI的绿洲灌区土壤盐度最优预测尺度分析
本文选题:土壤盐渍化 + Landsat ; 参考:《中国农业科学》2017年15期
【摘要】:【目的】基于遥感提取的多尺度遥感指示因子和土壤实测电导率数据,借助统计分析,试图探寻适合干旱区典型绿洲灌区土壤盐度变异的最佳观测尺度和指征变量,为快速评估绿洲土壤盐渍化提供备选方案。【方法】以新疆渭干河-库车河绿洲为研究区,以野外采集的土壤盐度数据(采集0—10、10—20、20—40和40—60 cm土层土样,制备土壤饱和溶液并测试电导率(ms·cm-1))并将其作为预测对象(n=87),借助Landsat OLI遥感影像数据,利用栅格重采样(30—1 000 m)和领域滤波(原始分辨率为30、60、90、120、150、180、210 m,滤波尺度为3×3至31×31)两种方式,生成多个尺度若干种指示因子(主成分分析、缨帽变化、植被指数、湿度指数),共计获得1 078个(其中,栅格重采样生成352个,领域滤波生成726个)环境变量。在此基础之上,利用线性和非线性曲线模型分别拟合上述两种模式下土壤盐度和环境变量之间的相关性,进而找出最优环境因子和预测尺度。【结果】栅格重采样模式下能够较好响应各层土壤变异性的皆为非线性模式。其次,该模式下,拟合精度随着空间分辨率的降低而降低。此模式下最佳推理尺度为30 m,该尺度下最佳响应变量除了40—60 cm处为三波段差分指数(Three-band Maximal Gradient Difference,TGDVI)外,其余深度皆为扩展的归一化指数(Extended Normalized Difference Vegetation Index,ENDVI)。领域滤波模式下的最佳推理尺度为180 m(滤波尺度3×3),同时,各层最佳拟合变量皆为扩展的增强型植被指数(Extented Enhanced Vegetation Index,EEVI)。相比较栅格重采样模式,该模式下的拟合精度全面优于前者,各层依次提高14.60%、34.40%、32.10%和21.70%。【结论】基于领域滤波模式下,像元分辨率为180 m,窗口大小为3×3的ENDVI指数更适合预测本研究区土壤盐度的空间变异性。
[Abstract]:[objective] based on the multi-scale remote sensing indicator factors and soil electrical conductivity data extracted by remote sensing, and with the help of statistical analysis, this paper tries to find out the best observation scale and indication variable for soil salinity variation in typical oasis irrigation areas in arid areas. To provide an alternative scheme for rapid assessment of soil salinization in oasis. [methods] soil salinity data (0-10 ~ 10 ~ 20 ~ 20 ~ 40 and 40 ~ 60 cm) were collected from the oasis of Weigan River and Kuqa River in Xinjiang, and the soil salinity data were collected in the field (0 ~ 10 ~ 10 ~ 20 ~ 20 ~ 40 cm and 40 ~ 60 cm soil samples). The saturated solution of soil was prepared and its conductivity was measured and used as the prediction object. With the aid of Landsat OLI remote sensing image data, the raster resampling was used for 30-1 000 m) and domain filtering (original resolution was 30 0 090 1 201 180 210 m, the filter scales were 3 脳 3 to 31 脳 31 1), and the results were as follows: 3 脳 3 to 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31 脳 31. A number of indicator factors (principal component analysis, tassel change, vegetation index, humidity index) were generated for multiple scales. A total of 1,078 environmental variables were obtained (of which 352 were generated by grid resampling and 726 by domain filtering). On this basis, linear and nonlinear curve models are used to fit the correlation between soil salinity and environmental variables, respectively. Finally, the optimal environmental factors and the prediction scale are found. [results] in the case of grid resampling model, all the nonlinear models which can better respond to the soil variability in each layer are obtained. Secondly, the fitting accuracy decreases with the decrease of spatial resolution. In this model, the optimal inference scale is 30 m. The best response variable in this model is the three-band Maximal Gradient differential index three-band Maximal Gradient difference index (TGDVI) at 40-60 cm, and the other depth is extended Normalized Difference Vegetation index (ENDVI). The optimal inference scale is 180 m (filtering scale 3 脳 3 ~ 3), and the best fitting variables in each layer are extended augmented Enhanced Vegetation index (EEVI). Compared with the grid resampling model, the fitting accuracy of this model is better than that of the former, and each layer increases by 14.60%, 34.40% and 32.10%, and 21.70% respectively. [conclusion] in the domain filtering mode, The pixel resolution is 180m and the ENDVI exponent with a window size of 3 脳 3 is more suitable for predicting the spatial variability of soil salinity in the study area.
【作者单位】: 新疆大学资源与环境科学学院/绿洲生态教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(41661046) 中国博士后面上基金(2016M602909) 自治区科技支疆项目(201591101) 新疆大学博士启动基金(BS150248) 新疆维吾尔自治区重点实验室专项基金(2014KL005) 国家自然科学基金(新疆联合基金本地优秀青年培养专项(U1503302))
【分类号】:S156.41
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 聂志文;布仁仓;李冰伦;;红松存在/不存在数据的多尺度空间分布格局[J];生态学报;2017年03期
2 WANG Fei;CHEN Xi;LUO Geping;HAN Qifei;;Mapping of Regional Soil Salinities in Xinjiang and Strategies for Amelioration and Management[J];Chinese Geographical Science;2015年03期
3 黄彦;田庆久;耿君;王磊;栾海军;;遥感反演植被理化参数的光谱和空间尺度效应[J];生态学报;2016年03期
4 陈红艳;赵庚星;陈敬春;王瑞燕;高明秀;;基于改进植被指数的黄河口区盐渍土盐分遥感反演[J];农业工程学报;2015年05期
5 李小文;王yN婷;;定量遥感尺度效应刍议[J];地理学报;2013年09期
6 徐涵秋;唐菲;;新一代Landsat系列卫星:Landsat 8遥感影像新增特征及其生态环境意义[J];生态学报;2013年11期
7 鱼腾飞;冯起;刘蔚;司建华;席海洋;陈丽娟;;黑河下游土壤水盐对生态输水的响应及其与植被生长的关系[J];生态学报;2012年22期
8 石瑞花;李霞;董新光;杨鹏年;刘磊;;焉耆盆地天然植被与地下水关系研究[J];自然资源学报;2009年12期
9 王芳芳;吴世新;乔木;李和平;杨涵;李义玲;;基于3S技术的新疆耕地盐渍化状况调查与分析[J];干旱区研究;2009年03期
10 郗金标;张福锁;毛达如;田长彦;董振成;王开芳;;新疆盐生植物群落物种多样性及其分布规律的初步研究[J];林业科学;2006年10期
【共引文献】
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1 魏阳;丁建丽;王飞;;基于Landsat OLI的绿洲灌区土壤盐度最优预测尺度分析[J];中国农业科学;2017年15期
2 张树君;林岩钊;王辉山;吴楠楠;郑韵;;基于TM影像的福州市区绿地提取研究[J];测绘与空间地理信息;2017年07期
3 LIANG Jian;ZHANG Jie;MA Yi;;A spatial resolution effect analysis of remote sensing bathymetry[J];Acta Oceanologica Sinica;2017年07期
4 池毓锋;赖日文;余莉莉;张泽均;苏艳琴;应兴亮;;基于Landsat 8 OLI数据的树种类型分布提取[J];自然资源学报;2017年07期
5 张彦丽;赵军;;复杂地形区太阳短波辐射空间变异分析[J];地理与地理信息科学;2017年04期
6 刘明月;王宗明;满卫东;毛德华;贾明明;张柏;张淼;;基于MODIS时序数据的Landsat8影像选取及面向对象分类方法的农作物分类[J];土壤与作物;2017年02期
7 李剑剑;朱小华;马灵玲;赵永光;钱永刚;唐伶俐;;基于无人机高光谱数据的多类型混合作物LAI反演及尺度效应分析[J];遥感技术与应用;2017年03期
8 段金亮;王杰;文星跃;;基于端元变化的两种混合像元分解算法比较研究[J];资源开发与市场;2017年06期
9 张凡兵;龙婷;金文斌;李景文;;红松林天然更新对连续小梯度海拔变化的响应[J];东北林业大学学报;2017年05期
10 俞欣妍;刘健;余坤勇;邓洋波;曾琪;陈樟昊;郑文英;;叶片—冠层尺度的毛竹林分光谱特征[J];西北林学院学报;2017年03期
【二级参考文献】
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1 邓莉萍;白雪娇;李露露;牛沙沙;韩美娜;秦胜金;周永斌;;辽东山区次生林优势木本植物种间联结与相关分析[J];生态学杂志;2015年06期
2 赖宁;李新国;梁东;;开都河流域下游绿洲盐渍化土壤高光谱特征[J];干旱区资源与环境;2015年02期
3 白雪娇;邓莉萍;李露露;牛沙沙;韩美娜;秦胜金;周永斌;;辽东山区次生林木本植物空间分布[J];生态学报;2015年01期
4 杨华;李艳丽;沈林;亢新刚;;长白山云冷杉针阔混交林主要树种空间分布及其关联性[J];生态学报;2014年16期
5 陈利顶;李秀珍;傅伯杰;肖笃宁;赵文武;;中国景观生态学发展历程与未来研究重点[J];生态学报;2014年12期
6 马俊;布仁仓;邓华卫;胡远满;秦秦;韩风林;;气候变化对小兴安岭主要阔叶树种地上部分固碳速率影响的模拟[J];应用生态学报;2014年09期
7 朱叶青;屈永华;刘素红;陈圣波;;重金属铜污染植被光谱响应特征研究[J];遥感学报;2014年02期
8 栾海军;田庆久;顾行发;余涛;胡新礼;;基于分形理论与GEOEYE-1影像的NDVI连续空间尺度转换模型构建及应用[J];红外与毫米波学报;2013年06期
9 孙小芳;;利用小波分形维数确定水稻光谱分辨率特征尺度[J];遥感学报;2013年06期
10 侯红亚;王立海;;小兴安岭阔叶红松林物种组成及主要种群的空间分布格局[J];应用生态学报;2013年11期
,本文编号:1830560
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