本文關(guān)鍵詞：部分植被覆蓋下的土壤鹽分高光譜遙感反演，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土壤與生物的生存發(fā)展息息相關(guān),是世界上最重要的資源之一。近年來(lái)由于人類(lèi)活動(dòng)和自然環(huán)境變化的影響,土壤鹽漬化態(tài)勢(shì)日趨嚴(yán)峻,土壤鹽漬化已經(jīng)成為土壤退化的主要形式之一。鹽漬土是我國(guó)最主要的中低產(chǎn)土壤類(lèi)型之一,其生產(chǎn)力水平受到土壤質(zhì)量狀況的制約。本文研究區(qū)黃河三角洲近海面積廣闊,隨著土壤鹽漬化程度日益加劇,鹽漬土面積不斷擴(kuò)增,制約了該地區(qū)農(nóng)林牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文研究黃河三角洲地區(qū)土壤鹽分的定量反演及其空間分布,為該區(qū)域土壤鹽漬化治理提供決策依據(jù)。本文基于野外和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的高光譜數(shù)據(jù)、Hyperion圖像數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)室理化分析數(shù)據(jù),圍繞鹽漬土光譜特征分析、基于偏最小二乘回歸(PLSR)建立土壤鹽分反演模型和混合像元分解展開(kāi)研究,最終實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)(包含植被覆蓋區(qū))的土壤鹽分反演制圖。本文的主要工作與結(jié)論如下：(1)對(duì)鹽漬土光譜特征進(jìn)行分析。在光譜特征分析過(guò)程中著重探討野外光譜與實(shí)驗(yàn)室光譜的差異,提出了在本研究環(huán)境下野外光譜與實(shí)驗(yàn)室光譜在光譜反射率、連續(xù)統(tǒng)去除變換以及這兩種光譜與土壤鹽分含量之間的相關(guān)關(guān)系的差異性,并以光板地為例討論了造成上述差異的原因。(2)基于PLSR建立土壤鹽分反演模型。利用PLSR方法分別建立了基于63個(gè)波段的實(shí)驗(yàn)室光譜鹽分反演模型(均方根誤差RMS=0.627g/kg,決定系數(shù)R2=0.890)、基于143個(gè)波段的野外光譜鹽分反演模型(均方根誤差RMS=0.783 g/kg,決定系數(shù)R2=0.766)和88個(gè)波段的野外光譜鹽分反演模型(均方根誤差RMS=0.824g/kg,決定系數(shù)R2=0.741),分別命名為模型Ⅰ、模型Ⅱ和模型Ⅲ,各模型均有較好的預(yù)測(cè)精度。(3)基于圖像端元和野外端元進(jìn)行混合像元分解。通過(guò)端元光譜選擇、線性混合像元分解和波段運(yùn)算,去除其他地物光譜特別是植被光譜對(duì)土壤光譜的影響,獲得基于圖像端元和野外端元的殘余土壤光譜圖像,分別命名為IR和FR。(4)研究區(qū)土壤鹽分反演制圖。將PLSR鹽分反演模型應(yīng)用到殘余土壤光譜圖像中,實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)域(包含植被覆蓋區(qū))的土壤鹽分反演。通過(guò)對(duì)反演結(jié)果的分析和精度評(píng)定,結(jié)果表明FR-MODELⅡ和FR-MODELⅢ具有較好的反演精度,FR-MODEL Ⅱ?qū)崪y(cè)值與反演值擬合的均方根誤差RMS為0.930 g/kg,決定系數(shù)R2為0.700,FR-MODELⅢ實(shí)測(cè)值與反演值擬合的均方根誤差RMS為1.244 g/kg,決定系數(shù)R2為0.594。(5)進(jìn)一步優(yōu)化模型以提高土壤鹽分反演精度。將優(yōu)化模型Ⅳ應(yīng)用到基于野外端元的殘余土壤光譜圖,FR-MODELⅣ反演精度較之前有所提高,實(shí)測(cè)值與反演值的均方根誤差RMS為0.823 g/kg,擬合決定系數(shù)R2為0.736,反演精度較好,制圖結(jié)果令人滿意。本研究所采用的技術(shù)方法,為植被覆蓋區(qū)域的土壤鹽分反演提供了一種新的方法。
【關(guān)鍵詞】：土壤鹽分反演 偏最小二乘回歸 高光譜遙感 植被覆蓋區(qū) 混合像元分解
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S156.41;S127
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 土壤鹽分定量反演模型10-11
• 1.2.2 高光譜遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用11
• 1.2.3 混合像元分解11-12
• 1.2.4 多端元混合像元分解12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 技術(shù)路線14-15
• 第二章 研究區(qū)及數(shù)據(jù)15-18
• 2.1 研究區(qū)域概況15-16
• 2.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備16-18
• 2.2.1 野外作業(yè)16
• 2.2.2 土樣預(yù)處理及實(shí)驗(yàn)室分析16-17
• 2.2.3 圖像數(shù)據(jù)17-18
• 第三章 數(shù)據(jù)預(yù)處理18-22
• 3.1 噪聲波段去除以及壞線修復(fù)18
• 3.2 光譜重采樣18-19
• 3.3 大氣校正19
• 3.4 幾何校正19-20
• 3.5 圖像掩膜(植被掩膜、水體掩膜)20-21
• 3.6 本章小結(jié)21-22
• 第四章 光譜特征分析22-28
• 4.1 鹽漬土光譜特征22
• 4.2 實(shí)驗(yàn)室鹽漬土光譜分析22-24
• 4.3 野外鹽漬土光譜分析24-27
• 4.4 本章小結(jié)27-28
• 第五章 基于PLSR的土壤鹽分建模28-35
• 5.1 偏最小二乘回歸(PLSR)基本原理28-29
• 5.2 基于實(shí)驗(yàn)室光譜的土壤鹽分反演29-31
• 5.3 基于野外光譜的土壤鹽分反演31-34
• 5.4 本章小結(jié)34-35
• 第六章 植被區(qū)土壤鹽分反演及鹽分制圖35-54
• 6.1 混合像元分解35-36
• 6.2 端元光譜的選擇36-38
• 6.3 線性混合像元分解38-41
• 6.4 多端元混合像元分解41-44
• 6.5 殘余光譜分離44
• 6.6 土壤鹽分反演44-53
• 6.6.1 基于PLSR的土壤鹽分制圖44-48
• 6.6.2 優(yōu)化模型MODELⅣ48-50
• 6.6.3 樣本點(diǎn)檢驗(yàn)反演結(jié)果50-53
• 6.7 本章小結(jié)53-54
• 第七章 結(jié)論與展望54-57
• 7.1 結(jié)論54-55
• 7.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與取得的學(xué)術(shù)成果62

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