黄河三角洲土壤盐渍化遥感信息模型研究
发布时间：2020-07-29 10:39
【摘要】：我国黄河三角洲地区生态环境敏感脆弱,土壤盐渍化问题可能会加剧这种形势。分析黄河三角洲地区土壤盐渍化的成因机理及其驱动力,利用神经网络技术进行土壤盐渍化敏感性分析,找出土壤盐渍化的关键影响因子是十分必要的。根据关键影响因子建立黄河三角洲地区的土壤盐渍化遥感信息模型,深入认识和分析,进而提出土壤盐渍化监测相关的建议和策略。本文以近代黄河三角洲地区为研究对象,在盐渍化成因机理及驱动力分析的基础上,建立了黄河三角洲土壤盐渍化敏感性分析模型,根据敏感性分析的结果建立了近代黄河三角洲地区的土壤盐渍化遥感信息模型。首先介绍了遥感预处理的方法和过程,重点介绍了利用Flaash进行Landsat7 ETM+遥感影像辐射校正的理论、方法和过程,为提取归一化植被指数这一遥感信息做准备。接着结合黄河三角洲地区盐渍土的特点分析了我国黄河三角洲地区土壤盐渍化的成因机理及其驱动力,得出黄河三角洲地区的主要驱动因子。在驱动力分析的基础上,重点介绍了各个盐渍化影响因子的获取渠道和方法,基于神经网络技术建立了基于输入变量扰动的土壤盐渍化敏感性分析模型,得出各个因子的敏感性。最后选出影响盐渍化的关键因子,建立了近代黄河三角洲地区的土壤盐渍化遥感信息模型并进行了精度评价。模型结果表明,在土壤盐渍化的众多影响因子中,有机质和高程对土壤含盐量的敏感性较高,土壤的PH值以及归一化植被指数对土壤含盐量的敏感性次之,地下水埋深和地下水电导率对土壤含盐量的敏感性较低。在对模型半定量研究的基础上,将土壤盐渍化的各种影响因素定量化,选择植被、水文地质、地形地貌、土壤质地以及人类活动为描述对象,通过量纲分析和相似性准则,得到了地区土壤盐渍化遥感信息模型的一般公式。把该模型应用到近代黄河三角洲地区,以影像化的地理信息为主要数据源,建立定量评价黄河三角洲地区土壤含盐量与其多种驱动因子之间关系的遥感信息模型。总的来说,该模型将成因分析与数学统计分析相结合,解决了复杂地学现象中的必然性与偶然性结合的问题,这样就比较全面地反映了复杂地理现象的规律,为土壤盐渍化的定量预测研究提供了新的思路。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X87;S156.41
【图文】：
北纬 37°35′～38°12′。该区包括了整个东口数为 222.86 万人。洲可分为古代、近代、现代三个时期，三小。古代黄河三角洲面积约为 7200 平方接点，南达小清河，在 1855 年以前形成侧起始于套尔河，中间以宁海为连接点，河三角洲的面积约为 3000 平方千米，西宋春荣沟，形成于 1934 年，至今还在继区。如下图所示：速公路密集，纵贯南北，公路网纵横交错，机场，有客机和中等型号的运输机在场内利港和广北港。区内的铁路也在迅速发展交通将更为方便。
图 2-2 2003 年 10 月研究区土壤盐渍化采样点分布图Fig. 2-2 Soil sampling points of study area in Oct. 2003采集的时间为 10 月份中下旬，雨季基本已经过去，属于旱季，响不大。全区共采集了 94 个土壤样本，样本点均匀分布，上下。在测量地下水埋深时，主要采用铁铲下挖法，该地区的地下水水方法。铁铲能挖出地下水的时候，等待一段时间使水位稳定下来的地下水埋深。首先利用手持 GPS 记录下样本点的地理位置，土壤样品，分别采集 30-40cm 和 90-100cm 两个土层的土壤，将并贴上标签。同时记录下样本点周围的植被种类。土壤样本数据本数据拿到实验室进行土壤理化性质的测定。具体来讲，在测里采用电位法测量，将土壤过 1 毫米筛，水土比为 2.5:1，用 PHS大小。对于有机质的测量，将土壤过 100 目筛（0.0149 毫米），采菲Up啉指示剂来测定。土壤含盐量主要是把土壤过1毫米筛，水土
处理包括几何校正、辐射校正、图像裁剪等步骤。预处理的目的主要是为了消除各种因素造成的图像变形、扭曲等几何噪声以及图像模糊等辐射噪声的影响，最大限度的使遥感影像在几何和辐射亮度上尽可能真实。盐渍化模型需要用到植被光谱特性的微小信息，因此影像预处理对盐渍化模型的建立显得尤为重要，其质量决定了盐渍化模型的精度和稳定性[38]。（1） 条带修复Landsat-7 ETM+数据 2003 年发生了机器故障，之后获得的遥感影像丢失了一部分数据，在图像上呈条带状。数据的缺失使得遥感影像不能直接使用，而是需要通过一些算法对缺失的数据进行修复。本文使用的 landsat_gapfill 条带修复补丁，是从网上下载得到的，主要是针对单影像的功能补丁，下载后将其放入 ENVI 安装目录中，具体是放到 ENVI4.7 的 products 下面的 save_add 文件夹里，那么在 ENVI 界面里的数据预处理模块下，找到 landsatTM，其下级菜单里就能看到安装的补丁了，直接点击使用即可。该补丁对条带的处理效果还可以，下面是条带处理前后影像的对比，如图 3-5 所示。
本文编号：2773850
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X87;S156.41
【图文】：
北纬 37°35′～38°12′。该区包括了整个东口数为 222.86 万人。洲可分为古代、近代、现代三个时期，三小。古代黄河三角洲面积约为 7200 平方接点，南达小清河，在 1855 年以前形成侧起始于套尔河，中间以宁海为连接点，河三角洲的面积约为 3000 平方千米，西宋春荣沟，形成于 1934 年，至今还在继区。如下图所示：速公路密集，纵贯南北，公路网纵横交错，机场，有客机和中等型号的运输机在场内利港和广北港。区内的铁路也在迅速发展交通将更为方便。
图 2-2 2003 年 10 月研究区土壤盐渍化采样点分布图Fig. 2-2 Soil sampling points of study area in Oct. 2003采集的时间为 10 月份中下旬，雨季基本已经过去，属于旱季，响不大。全区共采集了 94 个土壤样本，样本点均匀分布，上下。在测量地下水埋深时，主要采用铁铲下挖法，该地区的地下水水方法。铁铲能挖出地下水的时候，等待一段时间使水位稳定下来的地下水埋深。首先利用手持 GPS 记录下样本点的地理位置，土壤样品，分别采集 30-40cm 和 90-100cm 两个土层的土壤，将并贴上标签。同时记录下样本点周围的植被种类。土壤样本数据本数据拿到实验室进行土壤理化性质的测定。具体来讲，在测里采用电位法测量，将土壤过 1 毫米筛，水土比为 2.5:1，用 PHS大小。对于有机质的测量，将土壤过 100 目筛（0.0149 毫米），采菲Up啉指示剂来测定。土壤含盐量主要是把土壤过1毫米筛，水土
处理包括几何校正、辐射校正、图像裁剪等步骤。预处理的目的主要是为了消除各种因素造成的图像变形、扭曲等几何噪声以及图像模糊等辐射噪声的影响，最大限度的使遥感影像在几何和辐射亮度上尽可能真实。盐渍化模型需要用到植被光谱特性的微小信息，因此影像预处理对盐渍化模型的建立显得尤为重要，其质量决定了盐渍化模型的精度和稳定性[38]。（1） 条带修复Landsat-7 ETM+数据 2003 年发生了机器故障，之后获得的遥感影像丢失了一部分数据，在图像上呈条带状。数据的缺失使得遥感影像不能直接使用，而是需要通过一些算法对缺失的数据进行修复。本文使用的 landsat_gapfill 条带修复补丁，是从网上下载得到的，主要是针对单影像的功能补丁，下载后将其放入 ENVI 安装目录中，具体是放到 ENVI4.7 的 products 下面的 save_add 文件夹里，那么在 ENVI 界面里的数据预处理模块下，找到 landsatTM，其下级菜单里就能看到安装的补丁了，直接点击使用即可。该补丁对条带的处理效果还可以，下面是条带处理前后影像的对比，如图 3-5 所示。
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本文编号：2773850
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