基于高光谱技术的南疆土壤盐渍化预测研究
发布时间：2021-01-03 18:20
高光谱遥感技术是监测土壤盐渍化的一种新型手段,而相应的地面遥感试验是保证监测精度的重要依据,近地面光谱测量数据对于遥感图像的解译而言是十分重要且宝贵的参考数据,也是遥感数据解译的重要基础,可以帮助研究者理解各类地物光谱特性。因此,本研究以盐渍化面积广、盐渍化程度重的新疆南疆土壤为研究对象,在获取盐渍化土壤高光谱数据的基础上,着重研究了室内测量光谱数据的处理与分析,以及土壤在不同盐分含量梯度下的光谱反射率变化,分析了土壤反射率差值和反射率相对变化量与土壤盐分之间的相关性,土壤光谱反射率与土壤盐分之间的相关关系,初步确定盐分的特征波段在400800nm波段范围内,发现盐分也能降低土壤反射率,在4002 400nm波段范围内,反射率并没有按盐分含量的高低呈现递增或递减排列规律。利用模糊k-均值聚类方法将土壤反射光谱特征分为四种光谱类型,结合PLSR方法进行分类建模,可以显著提高模型的预测精度和稳定性,改善了依靠人为判别或依据传统土壤分类的不足,同时也为土壤养分等理化性质的光谱建模及预测提供了新的思路和方法。通过多种光谱数据变换方法,分别构建不同水溶...
【文章来源】：塔里木大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 南疆土壤盐渍化现状
1.1.2 国内外研究现状及发展动态分析
1.1.3 土壤盐渍化对植物的影响及监测的必要性
1.2 高光谱研究概况
1.2.1 高光谱遥感技术简介
1.2.2 高光谱技术的发展历程
1.2.3 高光谱遥感的特点
1.2.4 高光谱遥感的应用领域
1.2.5 高光谱反演土壤盐分的可行性
1.3 研究目标
1.4 研究内容
1.5 算法简介
1.6 技术路线
1.7 小结
第2章 盐分对土壤光谱特征的影响
2.1 研究区概况
2.2 材料与方法
2.2.1 样品取样及处理方法
2.2.2 理化指标测定
2.2.3 不同梯度盐分含量样品的制备
2.2.5 土样光谱测定及有效波段范围选取
2.2.6 土壤反射率变化量的计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 盐分对土壤反射率的影响
2.3.2 不同盐分含量的土壤光谱特征差异
2.3.3 盐分对土壤光谱曲线的影响
2.4 小结
第3章 基于光谱分类的土壤盐分预测
3.1 材料与方法
3.1.1 研究区概况
3.1.2 样品采集与处理
3.1.3 样品分析
3.1.4 光谱测试
3.1.5 光谱数据预处理
3.1.6 建模方法及评价指标
3.2 结果与讨论
3.2.1 不同类型土壤高光谱特征与分类
3.2.2 不同类型土壤盐分高光谱预测
3.2.3 基于模糊k-均值聚类的土壤盐分高光谱预测
3.3 小结
第4章 水溶性盐基离子的高光谱定量反演模型
4.1 材料与方法
4.1.1 研究区概况
4.1.2 土壤采集与处理
4.1.3 土壤相关指标测定
4.1.4 样品分析
4.1.5 光谱采集
4.1.6 光谱数据预处理
4.1.7 建模方法及模型评价指标
4.2 结果与分析
4.2.1 不同水溶性盐基离子与光谱反射率的相关性分析
4.2.2 基于不同处理的水溶性盐基离子光谱反演模型
4.2.3 不同水溶性盐基离子最佳反演模型的验证
4.3 讨论
4.4 小结
第5章 基于模拟Landsat 8 多光谱数据的土壤盐分反演
5.1 材料与方法
5.1.1 研究区概况
5.1.2 样品采集与处理
5.1.3 样品分析
5.1.4 光谱测试
5.1.5 基于波段响应函数的Landsat 8 多光谱反射率模拟
5.1.6 建立模型方法与评价指标
5.2 结果与分析
5.2.1 PLSR建模及验证
5.2.2 SVR模型建立与验证
5.3 讨论与小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
参考文献
附录 部分MATLAB程序源代码
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤水溶性盐基离子的高光谱反演模型及验证[J]. 代希君,张艳丽,彭杰,罗华平,向红英. 农业工程学报. 2015(22)
[2]基于Landsat 8 OLI影像的三江源区表层土壤全氮空间格局反演[J]. 贾伟,高小红,杨扬,张威,杨灵玉,田成明. 干旱区研究. 2015(05)
[3]复合盐碱胁迫对灰枣果实内在品质的影响[J]. 位杰,王合理,吴翠云,张琦,蒋媛,李湘钰. 干旱地区农业研究. 2015(03)
[4]基于改进植被指数的黄河口区盐渍土盐分遥感反演[J]. 陈红艳,赵庚星,陈敬春,王瑞燕,高明秀. 农业工程学报. 2015(05)
[5]基于多源数据的中原黄泛区土壤盐分空间变异分析[J]. 吴亚坤,刘广明,杨劲松,余世鹏. 农业工程学报. 2015(05)
[6]基于Landsat8的黄河三角洲盐渍化反演[J]. 樊彦国,李潭潭,李祥昌. 山东农业科学. 2015(02)
[7]开都河流域下游绿洲盐渍化土壤高光谱特征[J]. 赖宁,李新国,梁东. 干旱区资源与环境. 2015(02)
[8]采用高光谱指数的龟裂碱土盐碱化信息提取与分析[J]. 关红,贾科利,张至楠. 红外与激光工程. 2014(12)
[9]模拟多光谱卫星传感器数据的冬小麦白粉病遥感监测[J]. 卫黎光,蒋金豹,杨贵军,聂臣巍,袁琳,黄文江,张竞成. 麦类作物学报. 2014(12)
[10]典型龟裂碱土土壤光谱特征影响因素研究[J]. 张俊华,马天成,贾科利. 农业工程学报. 2014(23)
博士论文
[1]土壤主要养分含量的高光谱估测研究[D]. 陈红艳.山东农业大学 2012
硕士论文
[1]基于高光谱技术的黄河三角洲盐碱土水盐含量估测研究[D]. 王丽娜.山东农业大学 2013
[2]高光谱成像实验及其数据处理[D]. 曹鸿涛.西北工业大学 2005
本文编号：2955269
【文章来源】：塔里木大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 南疆土壤盐渍化现状
1.1.2 国内外研究现状及发展动态分析
1.1.3 土壤盐渍化对植物的影响及监测的必要性
1.2 高光谱研究概况
1.2.1 高光谱遥感技术简介
1.2.2 高光谱技术的发展历程
1.2.3 高光谱遥感的特点
1.2.4 高光谱遥感的应用领域
1.2.5 高光谱反演土壤盐分的可行性
1.3 研究目标
1.4 研究内容
1.5 算法简介
1.6 技术路线
1.7 小结
第2章 盐分对土壤光谱特征的影响
2.1 研究区概况
2.2 材料与方法
2.2.1 样品取样及处理方法
2.2.2 理化指标测定
2.2.3 不同梯度盐分含量样品的制备
2.2.5 土样光谱测定及有效波段范围选取
2.2.6 土壤反射率变化量的计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 盐分对土壤反射率的影响
2.3.2 不同盐分含量的土壤光谱特征差异
2.3.3 盐分对土壤光谱曲线的影响
2.4 小结
第3章 基于光谱分类的土壤盐分预测
3.1 材料与方法
3.1.1 研究区概况
3.1.2 样品采集与处理
3.1.3 样品分析
3.1.4 光谱测试
3.1.5 光谱数据预处理
3.1.6 建模方法及评价指标
3.2 结果与讨论
3.2.1 不同类型土壤高光谱特征与分类
3.2.2 不同类型土壤盐分高光谱预测
3.2.3 基于模糊k-均值聚类的土壤盐分高光谱预测
3.3 小结
第4章 水溶性盐基离子的高光谱定量反演模型
4.1 材料与方法
4.1.1 研究区概况
4.1.2 土壤采集与处理
4.1.3 土壤相关指标测定
4.1.4 样品分析
4.1.5 光谱采集
4.1.6 光谱数据预处理
4.1.7 建模方法及模型评价指标
4.2 结果与分析
4.2.1 不同水溶性盐基离子与光谱反射率的相关性分析
4.2.2 基于不同处理的水溶性盐基离子光谱反演模型
4.2.3 不同水溶性盐基离子最佳反演模型的验证
4.3 讨论
4.4 小结
第5章 基于模拟Landsat 8 多光谱数据的土壤盐分反演
5.1 材料与方法
5.1.1 研究区概况
5.1.2 样品采集与处理
5.1.3 样品分析
5.1.4 光谱测试
5.1.5 基于波段响应函数的Landsat 8 多光谱反射率模拟
5.1.6 建立模型方法与评价指标
5.2 结果与分析
5.2.1 PLSR建模及验证
5.2.2 SVR模型建立与验证
5.3 讨论与小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
参考文献
附录 部分MATLAB程序源代码
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤水溶性盐基离子的高光谱反演模型及验证[J]. 代希君,张艳丽,彭杰,罗华平,向红英. 农业工程学报. 2015(22)
[2]基于Landsat 8 OLI影像的三江源区表层土壤全氮空间格局反演[J]. 贾伟,高小红,杨扬,张威,杨灵玉,田成明. 干旱区研究. 2015(05)
[3]复合盐碱胁迫对灰枣果实内在品质的影响[J]. 位杰,王合理,吴翠云,张琦,蒋媛,李湘钰. 干旱地区农业研究. 2015(03)
[4]基于改进植被指数的黄河口区盐渍土盐分遥感反演[J]. 陈红艳,赵庚星,陈敬春,王瑞燕,高明秀. 农业工程学报. 2015(05)
[5]基于多源数据的中原黄泛区土壤盐分空间变异分析[J]. 吴亚坤,刘广明,杨劲松,余世鹏. 农业工程学报. 2015(05)
[6]基于Landsat8的黄河三角洲盐渍化反演[J]. 樊彦国,李潭潭,李祥昌. 山东农业科学. 2015(02)
[7]开都河流域下游绿洲盐渍化土壤高光谱特征[J]. 赖宁,李新国,梁东. 干旱区资源与环境. 2015(02)
[8]采用高光谱指数的龟裂碱土盐碱化信息提取与分析[J]. 关红,贾科利,张至楠. 红外与激光工程. 2014(12)
[9]模拟多光谱卫星传感器数据的冬小麦白粉病遥感监测[J]. 卫黎光,蒋金豹,杨贵军,聂臣巍,袁琳,黄文江,张竞成. 麦类作物学报. 2014(12)
[10]典型龟裂碱土土壤光谱特征影响因素研究[J]. 张俊华,马天成,贾科利. 农业工程学报. 2014(23)
博士论文
[1]土壤主要养分含量的高光谱估测研究[D]. 陈红艳.山东农业大学 2012
硕士论文
[1]基于高光谱技术的黄河三角洲盐碱土水盐含量估测研究[D]. 王丽娜.山东农业大学 2013
[2]高光谱成像实验及其数据处理[D]. 曹鸿涛.西北工业大学 2005
本文编号：2955269
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/zrdllw/2955269.html
