發(fā)布時(shí)間：2020-02-19 13:13

【摘要】：土壤是大自然的主體,與人類的生存環(huán)境和健康息息相關(guān)。鋼鐵廠對(duì)土壤的重金屬污染已成為土壤環(huán)境問題的研究熱點(diǎn)。以往對(duì)土壤重金屬污染的檢測(cè)多是基于實(shí)地采樣的化學(xué)分析方法,鮮有利用色度和基于遙感影像象元灰度的方法,本文以色度和遙感影像灰度都是基于光譜反射為原理,以西北某鋼鐵廠2014年5月3日的一期Landsat8 LIT遙感影像和同年5月份鋼廠附近采集的土壤樣品為數(shù)據(jù)源,分析了樣品的重金屬含量、色度參數(shù)(即亮度L母、紅度a*、黃度b*)和象元灰度(DN)各自的分布特征及三者之間的相關(guān)關(guān)系,以色度作為輔助驗(yàn)證探討了用遙感影像灰度值的方法進(jìn)行土壤重金屬污染快速評(píng)估的可行性,獲得了以下認(rèn)識(shí)：1.研究區(qū)土壤重金屬Cr、Cu、Mn、Pb、Zn、Fe在垂向的變化以土壤類型的不同而不同。在水平方向的變化由距離污染源的遠(yuǎn)近及主導(dǎo)風(fēng)向決定,根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染評(píng)價(jià)指數(shù),位于下風(fēng)向3-9kmn以內(nèi)的采樣點(diǎn)屬于中-重度污染；位于下風(fēng)向9～12km內(nèi)的采樣點(diǎn)屬于輕-中度污染；位于上風(fēng)向0-3km內(nèi)的采樣點(diǎn)屬于未污染-輕度污染。元素相關(guān)性分析表明：Fe與Cu、Zn的相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)在0.5～0.9之間,說明它們有著相同的污染來源；而與Cr相關(guān)性不明顯,說明Cr可能有不同的污染來源。2.色度值與重金屬含量在垂直和水平方向的變化特征有一定的相反性,紅度與Cr呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=-0.665)；紅度與Zn、Pb、Mn呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)|R2|=0.335-0.537),而與Fe呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=0.107),這可能與Fe主要以磁鐵礦形式存在而赤鐵礦含量較少有關(guān)；紅度與Cu相關(guān)性不明顯(相關(guān)系數(shù)R2=-0.013)；亮度與Fe和Cu極顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=0.887和0.925)；亮度與Mn顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=-0.665),與Pb、Zn的相關(guān)性不高(相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.21和0.30),與Cr基本無相關(guān)性(|R2|=0.045)。黃度與Mn極顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=0.828),與Zn、Fe、Cu顯著性負(fù)相關(guān)(|R2|=0.629-0.665),與Cr、Pb的相關(guān)性較低(相關(guān)系數(shù)R2=0.493和0.202)。3.色度值分別與各波段灰度值表現(xiàn)了較好地相關(guān)性。其中,紅度(a*)和可見光波段灰度值負(fù)相關(guān)性較高(相關(guān)系數(shù)|R2|=0.399-0.431),與其余波段灰度值相關(guān)性較低；黃度(b*)和近紅外波段的相關(guān)性較高(相關(guān)系數(shù)R2=-0.385)；亮度(L*)與短波紅外波段B7有極顯著相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=-0.710),與短波紅外波段B6存在顯著相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R2=-0.650)。4.可見光波段與Cr相關(guān)性較好(相關(guān)系數(shù)|R2|=0.275-0.302),與其余重金屬基本無相關(guān)關(guān)系；近紅外波段B5與Fe的相關(guān)性最高(相關(guān)系數(shù)|R2|=0.537)；短波紅外波段(B6、B7)與Fe. Cu均有顯著性負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)|R2|0.6)。5.基于單波段灰度值的模型在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果上與內(nèi)梅羅單因子評(píng)價(jià)結(jié)果有53.8%完全一致,有23.1%的結(jié)果相差在一個(gè)污染等級(jí)之內(nèi)；有15.4%的結(jié)果相差在兩個(gè)污染等級(jí)之間；基于多波段的模型對(duì)土壤重金屬的評(píng)價(jià)結(jié)果有38.5%與內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果完全一致,有46.2%的結(jié)果差別在一個(gè)污染等級(jí)之內(nèi)；有15.4%的結(jié)果差別在兩個(gè)污染等級(jí)之間�；趩尾ǘ蔚脑u(píng)價(jià)模型可信度高于基于多波段的評(píng)價(jià)模型,這可能是由于波段之間的信息冗余度高造成的。因而,利用遙感影像灰度值能有效地進(jìn)行土壤重金屬污染評(píng)價(jià),是一種更為簡便、快速、實(shí)時(shí)的評(píng)價(jià)方法。
【圖文】：

研究區(qū)位于地域空曠的戈壁灘，主要的表±類型是Ｗ戈壁表層砂王為主。戈逡逑壁地勢(shì)較平坦，由于所處地理位置不同，受不同的巖層厚度影響，戈壁±壤也有逡逑所區(qū)別。如圖２－２所示，此類上壤受人類活動(dòng)影響較大�？蓮膱D中明顯看出，此逡逑處有推止機(jī)工作過的跡象，地表沒有巧石覆蓋，也沒有植被覆蓋。表上呈灰黑色，逡逑有結(jié)皮現(xiàn)象，表王（＾＾＞下0￣ｌ0ｃｍ是±黃色黏上，１化ｍ深處開始有少量爍石混雜，逡逑粒徑０．５？４ｃｍ不等，，大約占到２０％。逡逑／枺冿灥灄Ｃ邐．帽逡逑激蠢}鑯徆髛鑙輳和ㄥ義賢跡玻哺甌冢ǎ保╁義先繽跡玻乘荊庖煥喔甌諭躒榔潯礱媸怯繕凹奧凳旌獻(xiàn)槌�，并有艺d義隙ǖ鬧脖桓哺恰Ｆ渲猩巴踉頰嫉劍叮埃罰埃�，碌石灶a跡常�？４０％。碌石磨圆度轿r�，辶x戲盅⌒越喜�，粒緦�(duì)冢玻悖礤逑碌腦頰跡福埃�，邋２？�(dān)悖淼腦頰跡保擔(dān)�，�(dān)悖礤逕系腦煎義險(xiǎn)跡擔(dān)ァ５乇碇脖桓哺嵌仍嘉矗埃プ笥遙脖唬墜那剎菸鰨褂猩倭康穆嬙沾獺ｅ義媳磽酰保奚罨疑

本文編號(hào)：2581024