黃河三角洲土壤鹽漬化遙感信息模型研究
發(fā)布時(shí)間:2020-07-29 10:39
【摘要】:我國黃河三角洲地區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感脆弱,土壤鹽漬化問題可能會(huì)加劇這種形勢。分析黃河三角洲地區(qū)土壤鹽漬化的成因機(jī)理及其驅(qū)動(dòng)力,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行土壤鹽漬化敏感性分析,找出土壤鹽漬化的關(guān)鍵影響因子是十分必要的。根據(jù)關(guān)鍵影響因子建立黃河三角洲地區(qū)的土壤鹽漬化遙感信息模型,深入認(rèn)識(shí)和分析,進(jìn)而提出土壤鹽漬化監(jiān)測相關(guān)的建議和策略。本文以近代黃河三角洲地區(qū)為研究對象,在鹽漬化成因機(jī)理及驅(qū)動(dòng)力分析的基礎(chǔ)上,建立了黃河三角洲土壤鹽漬化敏感性分析模型,根據(jù)敏感性分析的結(jié)果建立了近代黃河三角洲地區(qū)的土壤鹽漬化遙感信息模型。首先介紹了遙感預(yù)處理的方法和過程,重點(diǎn)介紹了利用Flaash進(jìn)行Landsat7 ETM+遙感影像輻射校正的理論、方法和過程,為提取歸一化植被指數(shù)這一遙感信息做準(zhǔn)備。接著結(jié)合黃河三角洲地區(qū)鹽漬土的特點(diǎn)分析了我國黃河三角洲地區(qū)土壤鹽漬化的成因機(jī)理及其驅(qū)動(dòng)力,得出黃河三角洲地區(qū)的主要驅(qū)動(dòng)因子。在驅(qū)動(dòng)力分析的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了各個(gè)鹽漬化影響因子的獲取渠道和方法,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了基于輸入變量擾動(dòng)的土壤鹽漬化敏感性分析模型,得出各個(gè)因子的敏感性。最后選出影響鹽漬化的關(guān)鍵因子,建立了近代黃河三角洲地區(qū)的土壤鹽漬化遙感信息模型并進(jìn)行了精度評(píng)價(jià)。模型結(jié)果表明,在土壤鹽漬化的眾多影響因子中,有機(jī)質(zhì)和高程對土壤含鹽量的敏感性較高,土壤的PH值以及歸一化植被指數(shù)對土壤含鹽量的敏感性次之,地下水埋深和地下水電導(dǎo)率對土壤含鹽量的敏感性較低。在對模型半定量研究的基礎(chǔ)上,將土壤鹽漬化的各種影響因素定量化,選擇植被、水文地質(zhì)、地形地貌、土壤質(zhì)地以及人類活動(dòng)為描述對象,通過量綱分析和相似性準(zhǔn)則,得到了地區(qū)土壤鹽漬化遙感信息模型的一般公式。把該模型應(yīng)用到近代黃河三角洲地區(qū),以影像化的地理信息為主要數(shù)據(jù)源,建立定量評(píng)價(jià)黃河三角洲地區(qū)土壤含鹽量與其多種驅(qū)動(dòng)因子之間關(guān)系的遙感信息模型?偟膩碚f,該模型將成因分析與數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合,解決了復(fù)雜地學(xué)現(xiàn)象中的必然性與偶然性結(jié)合的問題,這樣就比較全面地反映了復(fù)雜地理現(xiàn)象的規(guī)律,為土壤鹽漬化的定量預(yù)測研究提供了新的思路。
【學(xué)位授予單位】:中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X87;S156.41
【圖文】:
北緯 37°35′~38°12′。該區(qū)包括了整個(gè)東口數(shù)為 222.86 萬人。洲可分為古代、近代、現(xiàn)代三個(gè)時(shí)期,三小。古代黃河三角洲面積約為 7200 平方接點(diǎn),南達(dá)小清河,在 1855 年以前形成側(cè)起始于套爾河,中間以寧海為連接點(diǎn),河三角洲的面積約為 3000 平方千米,西宋春榮溝,形成于 1934 年,至今還在繼區(qū)。如下圖所示:速公路密集,縱貫?zāi)媳,公路網(wǎng)縱橫交錯(cuò),機(jī)場,有客機(jī)和中等型號(hào)的運(yùn)輸機(jī)在場內(nèi)利港和廣北港。區(qū)內(nèi)的鐵路也在迅速發(fā)展交通將更為方便。
圖 2-2 2003 年 10 月研究區(qū)土壤鹽漬化采樣點(diǎn)分布圖Fig. 2-2 Soil sampling points of study area in Oct. 2003采集的時(shí)間為 10 月份中下旬,雨季基本已經(jīng)過去,屬于旱季,響不大。全區(qū)共采集了 94 個(gè)土壤樣本,樣本點(diǎn)均勻分布,上下。在測量地下水埋深時(shí),主要采用鐵鏟下挖法,該地區(qū)的地下水水方法。鐵鏟能挖出地下水的時(shí)候,等待一段時(shí)間使水位穩(wěn)定下來的地下水埋深。首先利用手持 GPS 記錄下樣本點(diǎn)的地理位置,土壤樣品,分別采集 30-40cm 和 90-100cm 兩個(gè)土層的土壤,將并貼上標(biāo)簽。同時(shí)記錄下樣本點(diǎn)周圍的植被種類。土壤樣本數(shù)據(jù)本數(shù)據(jù)拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測定。具體來講,在測里采用電位法測量,將土壤過 1 毫米篩,水土比為 2.5:1,用 PHS大小。對于有機(jī)質(zhì)的測量,將土壤過 100 目篩(0.0149 毫米),采菲Up啉指示劑來測定。土壤含鹽量主要是把土壤過1毫米篩,水土
處理包括幾何校正、輻射校正、圖像裁剪等步驟。預(yù)處理的目的主要是為了消除各種因素造成的圖像變形、扭曲等幾何噪聲以及圖像模糊等輻射噪聲的影響,最大限度的使遙感影像在幾何和輻射亮度上盡可能真實(shí)。鹽漬化模型需要用到植被光譜特性的微小信息,因此影像預(yù)處理對鹽漬化模型的建立顯得尤為重要,其質(zhì)量決定了鹽漬化模型的精度和穩(wěn)定性[38]。(1) 條帶修復(fù)Landsat-7 ETM+數(shù)據(jù) 2003 年發(fā)生了機(jī)器故障,之后獲得的遙感影像丟失了一部分?jǐn)?shù)據(jù),在圖像上呈條帶狀。數(shù)據(jù)的缺失使得遙感影像不能直接使用,而是需要通過一些算法對缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。本文使用的 landsat_gapfill 條帶修復(fù)補(bǔ)丁,是從網(wǎng)上下載得到的,主要是針對單影像的功能補(bǔ)丁,下載后將其放入 ENVI 安裝目錄中,具體是放到 ENVI4.7 的 products 下面的 save_add 文件夾里,那么在 ENVI 界面里的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊下,找到 landsatTM,其下級(jí)菜單里就能看到安裝的補(bǔ)丁了,直接點(diǎn)擊使用即可。該補(bǔ)丁對條帶的處理效果還可以,下面是條帶處理前后影像的對比,如圖 3-5 所示。
本文編號(hào):2773850
【學(xué)位授予單位】:中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X87;S156.41
【圖文】:
北緯 37°35′~38°12′。該區(qū)包括了整個(gè)東口數(shù)為 222.86 萬人。洲可分為古代、近代、現(xiàn)代三個(gè)時(shí)期,三小。古代黃河三角洲面積約為 7200 平方接點(diǎn),南達(dá)小清河,在 1855 年以前形成側(cè)起始于套爾河,中間以寧海為連接點(diǎn),河三角洲的面積約為 3000 平方千米,西宋春榮溝,形成于 1934 年,至今還在繼區(qū)。如下圖所示:速公路密集,縱貫?zāi)媳,公路網(wǎng)縱橫交錯(cuò),機(jī)場,有客機(jī)和中等型號(hào)的運(yùn)輸機(jī)在場內(nèi)利港和廣北港。區(qū)內(nèi)的鐵路也在迅速發(fā)展交通將更為方便。
圖 2-2 2003 年 10 月研究區(qū)土壤鹽漬化采樣點(diǎn)分布圖Fig. 2-2 Soil sampling points of study area in Oct. 2003采集的時(shí)間為 10 月份中下旬,雨季基本已經(jīng)過去,屬于旱季,響不大。全區(qū)共采集了 94 個(gè)土壤樣本,樣本點(diǎn)均勻分布,上下。在測量地下水埋深時(shí),主要采用鐵鏟下挖法,該地區(qū)的地下水水方法。鐵鏟能挖出地下水的時(shí)候,等待一段時(shí)間使水位穩(wěn)定下來的地下水埋深。首先利用手持 GPS 記錄下樣本點(diǎn)的地理位置,土壤樣品,分別采集 30-40cm 和 90-100cm 兩個(gè)土層的土壤,將并貼上標(biāo)簽。同時(shí)記錄下樣本點(diǎn)周圍的植被種類。土壤樣本數(shù)據(jù)本數(shù)據(jù)拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測定。具體來講,在測里采用電位法測量,將土壤過 1 毫米篩,水土比為 2.5:1,用 PHS大小。對于有機(jī)質(zhì)的測量,將土壤過 100 目篩(0.0149 毫米),采菲Up啉指示劑來測定。土壤含鹽量主要是把土壤過1毫米篩,水土
處理包括幾何校正、輻射校正、圖像裁剪等步驟。預(yù)處理的目的主要是為了消除各種因素造成的圖像變形、扭曲等幾何噪聲以及圖像模糊等輻射噪聲的影響,最大限度的使遙感影像在幾何和輻射亮度上盡可能真實(shí)。鹽漬化模型需要用到植被光譜特性的微小信息,因此影像預(yù)處理對鹽漬化模型的建立顯得尤為重要,其質(zhì)量決定了鹽漬化模型的精度和穩(wěn)定性[38]。(1) 條帶修復(fù)Landsat-7 ETM+數(shù)據(jù) 2003 年發(fā)生了機(jī)器故障,之后獲得的遙感影像丟失了一部分?jǐn)?shù)據(jù),在圖像上呈條帶狀。數(shù)據(jù)的缺失使得遙感影像不能直接使用,而是需要通過一些算法對缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。本文使用的 landsat_gapfill 條帶修復(fù)補(bǔ)丁,是從網(wǎng)上下載得到的,主要是針對單影像的功能補(bǔ)丁,下載后將其放入 ENVI 安裝目錄中,具體是放到 ENVI4.7 的 products 下面的 save_add 文件夾里,那么在 ENVI 界面里的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊下,找到 landsatTM,其下級(jí)菜單里就能看到安裝的補(bǔ)丁了,直接點(diǎn)擊使用即可。該補(bǔ)丁對條帶的處理效果還可以,下面是條帶處理前后影像的對比,如圖 3-5 所示。
【相似文獻(xiàn)】
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1 劉金霞;黃河三角洲土壤鹽漬化遙感信息模型研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2016年
2 張維康;基于特征空間的黃河三角洲鹽漬化遙感監(jiān)測研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2016年
3 Kimbembe Romesh Eric Romy;咸淡水交替灌溉對華北平原土壤鹽漬化過程和小麥生產(chǎn)力的影響[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2017年
本文編號(hào):2773850
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