基于高光谱数据的盐渍化土壤光谱特征研究及信息提取

发布时间：2020-07-08 02:53

【摘要】：土壤盐渍化是最常见的土地退化过程，自然因素或人类不合理使用土壤都可以引起土壤盐渍化，对环境构成风险。造成这种现象的主要原因是温度高、土壤蒸发强烈、地下水位高、降雨稀少。在干旱半干旱区域，盐分随水分蒸发带到地表，水分变成水蒸气进入了空气，而大量盐分在土壤表层累积，形成盐渍化土壤。土壤盐渍化目前已成为了全球性问题。我国土壤盐渍化严重，面积大、分布广，严重制约农业发展，影响到我国可持续发展战略的大局。新疆作为西部大开发战略的重要基地，盐渍化现象十分严重。及时和准确地检测土壤盐渍化，可以促进农业正常生产，可以有效地防止非盐渍化土壤转化为盐渍化土壤，可以有效地预防盐渍化的进一步加重。随着遥感技术的不断发展，各种新型传感器的发射成功。我们可以更加方便、快捷、经济地获取遥感数据。通过对遥感数据的处理，便可以对土壤盐渍化情况进行动态监测。这些独特的优势使得遥感技术在盐渍化动态监测方面做出了巨大贡献。本文选择渭干河-库车河三角洲绿洲作为研究区，进行土壤含盐量的光谱特征分析，建立土壤波谱库。并选择渭干河-库车河三角洲绿洲内的库车绿洲作为研究区，进行高光谱遥感影像（hyper spectral imager，HSI）盐渍化信息地提取。通过本文的研究，得到如下结论：（1）野外实测数据与土壤含盐量数据结合，将土壤分为非盐渍化土壤、轻度盐渍化土壤、中度盐渍化土壤、重度盐渍化土壤四大类型。四种类型的土壤光谱反射率数据进行倒数、对数、对数倒数、均方根、包络线去除五种形式的变换。再对原始光谱反射率以及五种变换形式的反射率数据进行一阶、二阶导数微分变换。18种变换形式的反射率数据与四种类型的土壤含盐量数据进行相关分析，得到相关系数图。图中显示，各种变换形式可以有效地提高光谱反射率与土壤含盐量之间的相关性：不同变换形式效果不同，导数微分形式的效果更为突出。（2）四种类型的土壤光谱反射率与土壤含盐量进行多元逐步回归分析，得到估算方程利用土壤光谱反射率估算土壤含盐量。非盐渍化土壤的最好估算方程为原始反射率的二阶导数微分形式；轻度盐渍化土壤的最好估算方程为对数倒数的一阶导数微分形式的；中度盐渍化土壤的最好估算方程为原始光谱反射率的二阶导数微分形式；重度盐渍化土壤的最好估算方程为对数的一阶导数微分形式。经过变换的光谱反射率的估算方程，效果更好。（3）基于土壤含盐量的光谱特征分析，建立土壤波谱库。基于野外实际调查，建立植被波谱库。根据土壤波谱库和植被波谱库的光谱数据，使用SAM分类法对高光谱遥感影像进行盐渍化信息地提取。用实测的数据对其进行精度检验，精度达到92%。本文首次尝试在研究区使用高光谱遥感影像。通过对野外实测数据地分析，建立了土壤波谱库和植被波谱库。使用波谱角分类法（SAM）对影像进行盐渍化信息提取。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S156.4;S127
【图文】：

技术路线图,盐渍化土壤,软件,信息提取

基于高光谱数据的盐渍化土壤光谱特征研究及信息提取并对遥感影像进行分类。(5) 使用 GIS 软件 Arcgis 10.0 软件的对分类结果进行融合分析。1.4.4 技术路线图根据本文的研究内容、方法和思路确定的技术路线图如图（1-1）所示：

示意图,采样点,示意图,绿洲

新疆大学学位论文、拜城县等接壤，总面积约为 1.52 万平方公里，管辖 9 个镇、6 个乡。该绿于暖温带大陆性干旱气候，冬季干冷，夏季酷热，昼夜温差大。古代被称为，历史悠久，文化灿烂。在渭-库绿洲，中国文化和西方文化进行了交融，也变成了龟兹文化的发祥地。并且享有歌舞之乡和西域乐都等美誉[57-58]在典型研究区域内选择采样点如图（2-1）所示，左边为渭-库绿洲，右边车绿洲。

数据采集

15图 2-2 数据采集图Fig.2-2 The map of data acquisition.1 数据来源野外实测光谱反射率数据：本实验室于 2010 年 10 月以及 2011 年 10 月对样点数据进行采集。采集每个样点的土壤光谱反射率数据，并把对应回实验室进行室内分析。土壤含盐量数据：采样点的土壤带到实验室后，平铺在报纸上，经过自，把土壤放到平坦的木板上，用木棒进行研磨，通过 1mm 的筛子。用 E型电导率/总固体溶解度/盐度测定仪采集筛过后的土壤配成的溶液，得

【参考文献】