基于Landsat OLI的綠洲灌區(qū)土壤鹽度最優(yōu)預(yù)測尺度分析
本文選題:土壤鹽漬化 + Landsat; 參考:《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年15期
【摘要】:【目的】基于遙感提取的多尺度遙感指示因子和土壤實(shí)測電導(dǎo)率數(shù)據(jù),借助統(tǒng)計(jì)分析,試圖探尋適合干旱區(qū)典型綠洲灌區(qū)土壤鹽度變異的最佳觀測尺度和指征變量,為快速評估綠洲土壤鹽漬化提供備選方案!痉椒ā恳孕陆几珊-庫車河綠洲為研究區(qū),以野外采集的土壤鹽度數(shù)據(jù)(采集0—10、10—20、20—40和40—60 cm土層土樣,制備土壤飽和溶液并測試電導(dǎo)率(ms·cm-1))并將其作為預(yù)測對象(n=87),借助Landsat OLI遙感影像數(shù)據(jù),利用柵格重采樣(30—1 000 m)和領(lǐng)域?yàn)V波(原始分辨率為30、60、90、120、150、180、210 m,濾波尺度為3×3至31×31)兩種方式,生成多個尺度若干種指示因子(主成分分析、纓帽變化、植被指數(shù)、濕度指數(shù)),共計(jì)獲得1 078個(其中,柵格重采樣生成352個,領(lǐng)域?yàn)V波生成726個)環(huán)境變量。在此基礎(chǔ)之上,利用線性和非線性曲線模型分別擬合上述兩種模式下土壤鹽度和環(huán)境變量之間的相關(guān)性,進(jìn)而找出最優(yōu)環(huán)境因子和預(yù)測尺度!窘Y(jié)果】柵格重采樣模式下能夠較好響應(yīng)各層土壤變異性的皆為非線性模式。其次,該模式下,擬合精度隨著空間分辨率的降低而降低。此模式下最佳推理尺度為30 m,該尺度下最佳響應(yīng)變量除了40—60 cm處為三波段差分指數(shù)(Three-band Maximal Gradient Difference,TGDVI)外,其余深度皆為擴(kuò)展的歸一化指數(shù)(Extended Normalized Difference Vegetation Index,ENDVI)。領(lǐng)域?yàn)V波模式下的最佳推理尺度為180 m(濾波尺度3×3),同時,各層最佳擬合變量皆為擴(kuò)展的增強(qiáng)型植被指數(shù)(Extented Enhanced Vegetation Index,EEVI)。相比較柵格重采樣模式,該模式下的擬合精度全面優(yōu)于前者,各層依次提高14.60%、34.40%、32.10%和21.70%!窘Y(jié)論】基于領(lǐng)域?yàn)V波模式下,像元分辨率為180 m,窗口大小為3×3的ENDVI指數(shù)更適合預(yù)測本研究區(qū)土壤鹽度的空間變異性。
[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.
【作者單位】: 新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/綠洲生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(41661046) 中國博士后面上基金(2016M602909) 自治區(qū)科技支疆項(xiàng)目(201591101) 新疆大學(xué)博士啟動基金(BS150248) 新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)基金(2014KL005) 國家自然科學(xué)基金(新疆聯(lián)合基金本地優(yōu)秀青年培養(yǎng)專項(xiàng)(U1503302))
【分類號】:S156.41
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1830560
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