干旱区典型盐碱土反射光谱特征分析(英文)

地物光谱特征是遥感机理的重要内容,也是遥感应用研究的重要依据。盐碱土的反射光谱特性反映了盐碱土的理化特征。以干旱区3种典型的盐碱土为研究对象,测量了不同含盐量和含水率的土壤反射率光谱,并分析了其光谱特征。结果表明,3种盐碱土的光谱反射率在干燥状态下有明显的高低规律。经过去包络线处理后,3种盐碱土在干燥状态下具有明显不同的光谱特征,且在干湿两种状态下,两个水分吸收谷处的吸收深度的深浅均具有明显的深浅差异。根据这些特征可以将3种类型的盐碱土区分出来。研究结果可为今后进一步研究盐碱化土壤参数反演和分类,以及盐碱土监测等遥感应用服务。     

不同含水量土壤光谱响应特征分析

[目的]揭示土壤水分对土壤光谱的影响机理,并为其他土壤参数的遥感监测提供理论支持。[方法]以新疆塔里木盆地北缘渭干河—库车河三角洲野外光谱反射数据为研究对象,运用光谱分析法研究土壤水分光谱特征及土壤水分特征波段。[结果]波长740、1 768、1 962、1 450、2 216 nm是土壤水分的吸收带。[结论]土壤光谱反射率比变化主要依赖于土壤含水量状况和波长。在波长较短的部分,土壤反射率随土壤水分变化迅速,而对于波长较长的部分,水分的吸收起显著的作用,反射率变化缓慢。     

海南橡胶园砖红壤光谱反射特征分析

[目的]了解海南橡胶园砖红壤的光谱反射特性,为海南胶园土壤分类提供光谱特征的分类指标.[方法]采用ASD Field Spec3高光谱仪采集土壤光谱反射率,对土壤样品进行室内分析,并在此基础上利用经典统计学方法对海南胶园砖红壤光谱反射特性进行分析.[结果]海南橡胶园不同母质发育的砖红壤反射率光谱曲线走势相似,除加来农场只在1900 nm附近出现微弱水分吸收谷外,其余在1400、1900和2200nm附近光谱曲线均出现明显的吸收谷.但不同土壤类型,光谱反射率强度不同且一些特征吸收带出现的位置和表现的相对强度也不同;胶园土壤中有机质和铁离子的含量共同影响着同种母质发育的不同土壤类型的光谱特征,海南土壤中普遍富含铁而有机质含量少,一般铁对光谱的贡献要大于有机质;不同母质发育的砖红壤光谱特征有很大差异,玄武岩发育成的砖红壤光谱特征最特别,反射率始终最小,且只在1900nm附近出现微弱水分吸收谷,土壤类型最易鉴别;通过对光谱聚类分析对橡胶园砖红壤进行简单的分类,结果显示所得分类土壤之间光谱反射率存在显著差异(P＜0.05).[结论]不同类型土壤的反射光谱曲线存在一定的规律性,且随着土壤母质、土壤中的有机质含量及铁离子含量的不同而表现一定的光谱特征差异,因此土壤反射光谱可作为土壤分类的一个指标.     

粒径对土壤光谱特性的影响

土壤粒径是影响土壤光谱的重要因素之一。为了探究土壤粒径与土壤光谱的关系,以山西省闻喜县的冬小麦麦田土壤为研究对象,分别获取7个土壤粒径(2,1,0.5,0.25,0.154,0.125,0.074 mm)及相应的土壤光谱,通过分析不同粒径条件下土壤光谱反射率、土壤粒径与土壤光谱的相关性,研究土壤粒径对土壤光谱的影响及土壤光谱与粒径的响应关系。结果表明,不同土壤粒径大小对土壤的光谱曲线的形状以及光谱特征位置没有明显的影响,但是随着土壤粒径的减小,土壤光谱反射率呈现不同幅度的升高;分析不同土壤粒径光谱反射率的平均变化率可知,小于0.154 mm的土壤粒径对土壤光谱反射率的影响最大,位于近红外波段区域;相关性结果表明,土壤粒径和光谱反射率之间具有较好的相关性,在波段2 100 nm附近的相关性达到最大,相关系数可达-0.74,表明该波段与土壤粒径具有重要的相关关系。研究结果可为光谱技术应用于土壤生理生化指标的定量分析提供一定的理论参考和实践探索。     

荒漠公益林中典型灌木树种光谱特征研究

应用地面高光谱仪测定古尔班通古特沙漠中梭梭和柽柳的冠层光谱,结合遥感影像分析比较了两种灌木树种的光谱响应曲线差异。结果表明:不论是沙土还是盐碱土,柽柳在近红外波段内反射率均高于梭梭,并根据这一规律性总结出了基于光谱特征的梭梭和柽柳的识别模型,最后对不同树种的光谱响应机制进行了探讨。     

用光谱反射率诊断小麦叶片水分状况的研究

 应用地物光谱仪探讨了小麦叶片含水量对近红外 (NIR)波段光谱吸收特征参量的影响。结果表明 ,1.45 μm附近的光谱反射率强吸收特征可敏感地反映小麦叶片的水分状态 ,适于作为地面遥感探测指标应用。根据大量观测数据建立了叶片含水量与吸收深度及吸收面积间的线性回归方程式 ,从而提出一种利用光谱反射率诊断小麦叶片水分状况的方法。     

干旱区土壤含水量光谱特征分析与反演

[目的]建立土壤含水量遥感监测模型。[方法]选取陕西省横山县作为研究区,以野外原位光谱测量数据和实验室内测得的土壤含水量为基础,进行高光谱数据处理,分析土壤含水量的光谱特征;对实测土壤光谱反射率进行倒数、对数、均方根及其一阶导数微分等光谱变化换,计算高光谱指数,并与土壤样本含水量进行相关性分析,筛选对土壤含水量敏感的光谱特征波段,利用多元线性回归分析建立土壤含水量监测模型。[结果]随着土壤含水量的增加,土壤光谱反射率呈减小趋势。土壤含水量与光谱指数的特征波段呈良好的线性关系,所有模型均通过了0.01水平的显著性检验。模型精度验证表明,预测值与实测含水量相关系数较高,特别是反射率倒数一阶微分模型,在0.01显著性水平下,相关系数为0.886。[结论]该研究建立的土壤含水量遥感反演模型可行有效,通过了有效性检验,在一定程度上可以用来反演研究区土壤含水量。     

青藏高原季节湖土壤光谱特征研究

为了使用便捷快速的方法对高海拔地区资料稀缺地方的土壤进行理化研究,在2009年7月的青藏高原野外考察实验中,在海拔为4 480m的一个季节湖采集了土壤样品.使用ASD公司的FieldSpec3地物光谱仪对这些土壤进行光谱测试,同时在实验室做了成分检测,分析研究土壤反射光谱特征和土壤中有机质、铁和水溶性盐含量之间的关系.发现土壤的光谱特征不受有机质含量的影响,但是有机质含量会影响光谱反射率的大小;铁在1960～2 040nm之间,和反射率倒数的相关系数最大达到-0.911 4,呈显著性相关;水溶性盐对土壤的反射特征随着波长的增加表现出负相关的关系,特别是在1 940～1 980nm和2 390～2 460nm波段,表现出显著相关.水溶性盐含量达到50%以上,使反射光谱曲线从1 400nm开始表现出强吸收,而且在这之后的反射率明显低于1 400nm之前,在1 400和1 950nm因为土壤中吸附水和羟基引起的吸收谷更加明显.在土壤中铁和水溶性盐对反射光谱特征的影响非常一致,铁是水溶性盐中的主要成分.     

基于土壤光谱特性的土壤类型区分研究

选取云南农业大学某试验地为研究区域,一方面利用无人机挂载多光谱相机获取研究区域的多光谱遥感影像,通过对比多光谱单波段反射率以及多光谱影像发现,绿光和红光波段对3类土壤较为敏感,且反射率具有明显差异,对多光谱数据进行8种合成指数计算后发现,红绿比值指数(RG)对3种土壤的区分效果最优;另一方面利用美国ASD公司的FS4 NG地物光谱仪对获取的土壤样本进行多光谱测定,通过主成分分析对土壤样本进行区分,一阶微分变换后主成分分析前5个主成分提供了85％的光谱信息,而二阶微分变换后主成分分析前5个主成分提供了95％的光谱信息,且后者区分效果优于前者.     

博斯腾湖西岸湖滨带土壤盐分高光谱分析

以博斯腾湖西岸湖滨带为研究区,利用ASD Field Spec 3便携式光谱仪对土壤样品反射率进行测量,结合土壤盐分数据,建立研究区土壤含盐量估算模型,探讨土壤盐分含量和反射率曲线之间关系。结果表明:研究区土壤盐分类型以硫酸盐为主;土壤样品光谱曲线形态特征相似,且基本平行,土壤光谱曲线在400~1 500、1 900~2 100和2 100~2 300nm区域出现明显的吸收带;在350~1 350、1 430~1 750和1 950~2 400nm区域土壤光谱反射率与土壤盐分含量相关系数较其他波段大,曲线平缓,相关系数均值为-0.35,且光谱反射率的一、二阶导数微分均可以增强反射率与土壤盐分含量之间的相关性;由土壤光谱发射率一阶导数微分建立的多元回归模型可以较好地预测土壤盐分含量,相关系数为0.90,均方根误差为0.22。     

土壤游离氧化铁高光谱特征与定量反演

【目的】建立基于可见-近红外光谱的土壤游离铁精确预测模型,简单、快速、经济地预测土壤游离铁,有助于研究土壤发生和分类。【方法】采集广西壮族自治区的铁铝土、富铁土、淋溶土和雏形土等82个旱地土壤剖面的B层土壤,进行室内土壤化学分析、光谱测定,分析不同光谱变换后的光谱反射率与土壤游离铁含量的相关性。基于特征波段利用偏最小二乘回归(PLSR)和逐步多元线性回归(SMLR)法建立土壤游离铁含量光谱预测模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对预测偏差(PRD)确定最优模型。【结果】土壤光谱曲线分别在457、800和900 nm波段附近有明显的游离铁吸收和反射峰特征;土壤游离铁含量与原始光谱反射率呈负相关;原始光谱经过微分变换后,游离铁含量与光谱反射率相关性显著提高;基于400～580和760～1 300 nm特征波段和一阶微分光谱变换的SMLR模型预测精度最高,其验证集的R2和RPD分别为0.85和2.62,RMSE为8.41 g·kg~(-1)。【结论】将可见近红外光谱技术应用于土壤游离铁含量高效快速地预测具有良好的可行性。广西旱地土壤光谱反射率与土壤游离铁含量具有高度的相关性,应用逐步多元线性回归方法可以很好地建立土壤游离铁含量反演模型。     

土壤光谱特性及光谱反射率与苏打盐渍土含盐量的相关

统计分析认为,可利用光谱反射率区分盐碱土、风沙土、淡黑钙土和黑土,为其在TM单波段影象上的解译提供了理论依据。在干扰因素差异甚微的情况下,经过对苏打盐渍土壤光谱反射率进行统计分析认为,光谱反射率与苏打盐渍土表层0～5厘米含盐量极显著相关,可建立二者之间相关的回归方程。通过对回归方程的实用性进行检验认为,基本可利用光谱反射率由回归方程推算苏打盐渍土表层含盐量。为苏打盐渍土速查提供了新途径。     

新疆乌鲁木齐市附近地区主要地物的反射光谱特征

在新疆乌鲁木齐市附近地区使用GER野外光谱仪测定了一些农作物、野生植被和土壤的反射光谱,初步创建了为本地区遥感应用的光谱数据库,比较了野生植被、作物及土壤光谱特征,讨论了高分辩率光谱数据在植被及土壤制图中的应用,并提供在Internet上查询已获得的光谱数据.     

人工合成氧化铁矿物对土壤光谱特性的影响

通过化学合成和去除技术与光谱测定技术,研究了人工合成氧化铁矿物对土壤的反射光谱特性的影响,结果表明,添加人工合成针铁矿后土壤的光谱反射曲线在350~600 nm和840~1100 nm波段有明显的吸收谷,含不同比例人工合成针铁矿的土壤光谱反射率之差的最大值出现在418 nm处,另外在932 nm处也有一个比较大的差值。添加人工合成水铁矿后土壤的光谱反射曲线在450~720 nm和860~1400 nm波段有明显的吸收谷,另外在1900 nm处也有较明显的差异,含不同比例人工合成水铁矿的土壤光谱反射率之差的最大值出现在551 nm处,另外在946 nm处和1900 nm处也有比较大的差值。添加人工合成赤铁矿后土壤的光谱反射曲线在450~720 nm和860~1400 nm波段有明显的吸收谷,含不同比例人工合成赤铁矿的土壤光谱反射率之差的最大值出现在517 nm处,另外在916 nm处也有比较大的差值。     

基于不同土壤质地的小麦叶片氮含量高光谱 差异及监测模型构建

【目的】叶片氮素状况是小麦生产中精确施氮管理与调控的前提,实时无损监测叶片氮素状况对小麦生产管理具有重要意义。本文旨在综合分析不同环境下小麦冠层光谱响应差异,进而构建其估测模型,为小麦氮肥合理运筹提供技术支持。【方法】本研究基于3种不同土壤质地（砂土、壤土和黏土）、5种不同施氮水平（0、120、225、330和435 kg•hm-2）及3种河南省主栽小麦品种（矮抗58、周麦22和郑麦366）连续2年的大田试验,于小麦主要生育时期同步测定冠层光谱反射率和叶片氮含量,对3种不同土壤质地条件下小麦冠层叶片氮含量的高光谱响应差异进行比较,系统分析350—1 050 nm 波段范围内任意两波段组合而成的差值（DSI）、比值（RSI）及归一化差值（NDSI）光谱指数与叶片氮含量的量化关系,并建立估算模型。【结果】冠层光谱反射率在不同施氮水平和不同生育时期下存在明显差异,但趋势基本一致;比较3种土壤质地小麦冠层光谱反射率大小表现为：黏土＞壤土＞砂土,可以反映小麦实时田间长势。通过系统分析3种土壤质地小麦冠层反射光谱与对应叶片氮含量间的定量关系,表明在可见光和近红外区域均有较好的相关性,但敏感波段区域有所不同。对3种质地获取的样本进行系统分析表明,砂土、壤土和黏土质地小麦叶片氮含量分别以光谱指数NDSI（FD710,FD690）、DSI（R515,R460）和RSI（R535,R715）建模结果表现最好,决定系数分别达到0.88、0.87和0.87。经不同年份独立资料检验结果显示,基于上述光谱指数估测小麦叶片氮含量的预测决定系数分别为0.87、0.85和0.77,预测均方根误差分别为0.31、0.32和0.26。【结论】利用光谱参数NDSI（FD710,FD690）、DSI（R515,R460）和RSI（R535,R715）为自变量建立的估测模型分别可以较好地预测砂土、壤土和黏土3种质地小麦叶片氮含量。     

高光谱遥感技术在土壤重金属含量测定领域的应用与发展

相较传统的土壤重金属含量测定方法，利用高光谱遥感技术对土壤重金属含量进行反演推算更为方便快捷，且能进行大范围的原位监测，表现出了极大的优势。本文旨在针对已有的土壤重金属含量测定领域高光谱遥感技术应用的相关研究进行综述，阐述高光谱遥感的技术原理及高光谱遥感技术在土壤重金属测定领域的应用与发展，宏观层面把握该领域的研究动向与热点。本文总结了土壤中部分重金属元素的光谱响应特征波段及与重金属元素高度相关的土壤组分，从近地传感高光谱、高空高光谱遥感、低空高光谱遥感3种技术角度切入，论述了高光谱遥感技术应用于土壤重金属测定的技术特征及发展历程，并展望了高光谱遥感技术的未来发展方向及其在土壤重金属测定领域的发展趋势。     

冬小麦条锈病生理变化及其遥感机理

对不同处理条件下的冬小麦条锈病进行 (病情指数 ) (DI)调查 ,并进行同步的光谱测定及田间取样 ,在室内测试了对病情指数有重要影响的几个参数因子 ,叶绿素含量及上叶含水量 ,并且将其与光谱反射率进行统计分析。研究结果表明 ,这些参数因子与反射率数据在 5 5 0～ 70 0和 70 0～ 1160nm范围内与DI有着相似的高相关性 ,说明条锈病害的DI变化可以通过叶绿素含量、上叶含水量参数直接的变化在光谱上得到响应 ,从而证明遥感监测DI是可行的 ,同时解释了遥感监测机理。选出与叶绿素含量、上叶含水量相关性最强的波段与DI作多元回归 ,建立的模型能很好地反演冬小麦条锈病的病情指数 ,正确率达到 75 %以上     

渭南盐渍土的性质及改良利用

渭南盐渍土有盐化塿土,盐化潮土和草甸盐土3类,属氯化物硫酸盐或硫酸盐氯化物盐土;其周年水盐运动可明显分为雨季脱盐(6～11月)和旱季积盐两个阶段;是“旱、涝、盐、瘦”相伴共存的一种低产土壤。改良中需综合运用水利、生物、农业措施,主要是开沟排水;种稻洗盐;淡水灌溉;引洪淤灌;种植绿肥;麦糠覆盖;因地种植;合理耕作及轮间套种等。