基于TASI熱紅外數(shù)據(jù)的黑土土壤發(fā)射率光譜與土壤全鉀含量關(guān)系研究

李 明， 秦 凱， 趙寧博， 田 豐， 趙英俊

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029

引 言

土壤是植被生存的基礎(chǔ)， 即是人類賴以生存的基礎(chǔ)。 土壤中含有大量的養(yǎng)分， 這些養(yǎng)分能直接或經(jīng)轉(zhuǎn)化后被植物根系吸收的礦質(zhì)營養(yǎng)成分， 一般包括氮、 磷、 鉀、 鈣、 鎂、 硫、 鐵、 硼、 鉬、 鋅、 錳、 銅和氯等元素[1]， 與傳統(tǒng)的土壤元素化學(xué)測定方法相比， 航空及航天高光譜能夠高效地對大面積地區(qū)進(jìn)行檢測， 其通過定量研究不同波段光譜與元素含量的關(guān)系進(jìn)行建模反演， 能夠獲取大面積研究區(qū)某元素的含量分布圖。 國內(nèi)外學(xué)者在可見-近紅外波段對土壤的水分[2-3]、 有機(jī)質(zhì)[4-5]、 含鹽量[6-8]、 養(yǎng)分元素[9-11]等的定量反演做了大量研究工作， 這一波段范圍已經(jīng)無法滿足諸多學(xué)者的研究熱情， 因此中紅外波段成為了新的土壤理化參數(shù)定量反演研究熱點(diǎn)。 阿爾達(dá)克·克里木等[12]利用4種變換后的熱紅外發(fā)射率光譜特征通過多元回歸的方法建立其與土壤含鹽量的模型； 夏軍等[13]通過分析125個(gè)土壤樣本熱紅外波段與土壤含鹽量的相關(guān)性以及通過偏最小二乘與逐步回歸建模， 得到土壤熱紅外發(fā)射率估算鹽分含量的模型， 并得出偏最小二乘法定量反演土壤含鹽量效果比逐步回歸好這一結(jié)論， 模型預(yù)測的R2達(dá)到0.958， RMSE為1.911%； 楊永民等[14]基于熱紅外數(shù)據(jù)， 對土壤含水量四種估算方法進(jìn)行對比分析， 使用ASTER數(shù)據(jù)估算了黑河流域中游地區(qū)的土壤水分狀況。 由此可見， 發(fā)射率數(shù)據(jù)與土壤眾多理化指標(biāo)有較為緊密的關(guān)系。……