收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于环境卫星的松辽平原盐渍土盐分含量研究

吴阳春  
【摘要】:土壤是生态系统的重要组成部分,是连接动物和植物的有机载体,随着社会进程的发展,土壤环境问题逐渐加剧。目前,土地退化和荒漠化是制约土壤潜力的最主要问题,而土壤盐渍化则在松辽平原内影响巨大。土壤盐渍化的形成通常在地下水中可溶性盐含量高,气候干燥,土壤水分蒸发强度较大的地区,多数人类活动也是形成盐渍土的主要问题之一。松辽平原西部是我国土壤盐渍化最集中的分布区,该地区土壤盐渍化面积约占总土壤面积的60%,在松辽平原内,土壤盐碱化对土地资源造成了严重的破坏,制约了农业产业的发展,打破了该区域内生态系统的平衡。土壤盐渍化已经成为该地区人类生产生活的巨大阻碍。 对盐渍土盐分含量的研究,能从多角度、全方位掌握研究区内的土壤盐分信息,能有效的区分该区域内盐渍土的盐分含量等级、分布范围、地理位置及发展变化过程,研究结果制成的土壤盐分含量专题图能为土地管理部门、农业生产部门等提供有效的基础辅助信息,为合理的制定管理政策和防治土壤盐渍化进一步扩展提供依据。 早期的土壤盐分含量监测方法主要以实地采集、结果检测和同步观测为主,这不仅增加了监测的难度、耗费大量物质,而且在大面积的定量监测过程中需要的时间更长,工作量更大。因此,面对未来环境的发展,需要建立一种更加快速、经济、有效的监测体系。遥感科学的发展,为土壤盐分含量的监测和制图提供了全新的方法,遥感技术的基础即为非接触、远距离的探测技术,它能从宏观的角度,快速、有效的进行监测,不仅降低了经济成本,而且提高了大面积监测的精度并在在重复监测和动态分析上具有明显的优势。在遥感技术应用于土地监测的初期,对盐渍土的区分主要利用多光谱遥感数据,区分能力单一,高光谱技术的发展是基于物质组成和结构差异获取的物质反射光谱,有效的利用光谱曲线的反射及吸收特征,使得遥感方法对盐渍土进行定量监测研究成为可能。 本论文以研究松辽平原盐渍土的盐分组成、光谱曲线特征为基础,采用光谱分析的方法,提取该区域盐渍土的敏感波段,并利用最小二乘支持向量机回归分析方法建立了土壤盐分含量及其相关判断指标与盐渍土反射光谱间的关系模型。在验证环境减灾卫星高光谱可行性的前提下,将模型应用于土壤盐分含量空间分布信息的提取,结合野外采样点的检测数据对模型在松辽平原内盐渍土盐分含量空间分布信息的估算结果进行评价,揭示了环境减灾卫星在土壤盐渍化中的监测和盐分定量估算的能力。论文主要研究内容和结论如下: 1、松辽平原的土壤盐分组成特征。利用野外采样数据进行检测,结果表明,在松辽平原的盐渍土的表层土壤中,阳离子含量主要以Na~+为主,占阳离子总量71.18%。阴离子则以HCO_3-、CO_3~2-为主,占阴离子总量的74.27%。利用统计学方法对监测数据进行分析可以得出HCO_3-、CO_3~2-离子、Na~+离子含量与土壤盐分的相关性显著,这可能是由于成土母质原因造成离子结合方式主要以钠离子和碳酸根离子及碳酸氢根离子为主。 2、环境减灾卫星高光谱数据应用可行性分析。环境减灾卫星高光谱数据的实际应用在国内的研究中利用的较少,为了验证该卫星获取的高光谱数据对研究区内的盐渍土含量研究是否具有实际意义,本文采用了数据对比的方法,以目前应用较广的Hyperion数据为比较对象,在去除坏线条和条纹的基础上,采用FLAASH模型对图像数据进行了大气校正,利用MNF变换进行大气校正后处理,得到光谱优化的图像数据。最后采用相关分析和差值分析的方法对两组数据进行对比,结果表明环境减灾卫星高光谱数据具有实际应用价值。 3、基于盐渍土的光谱特征,确定了识别盐渍土的敏感波段。在结合前人研究结果,分析松辽平原成土母质的基础上,确定了本研究区内主要粘土矿物成分为高岭石、绿泥石、伊利石和蒙脱石为主,利用USGS光谱库数据,提取粘土矿物的光谱特征并进行分析。并以野外采样点的光谱数据为基础,采取光谱分析的方法,以原始光谱曲线,一阶微分曲线和二阶微分曲线为比较对象,初步确定本区对盐渍土敏感波段在460-508nm、540-571nm、765-827nm范围内。 4、建立了基于最小二乘支持向量机回归分析方法的高光谱数据土壤盐分含量估算模型。最小二乘支持向量机回归(LS-SVM)建模方法是在等式约束的条件下,把数据非线性的映射到高维特征空间上,并构造出最优化的分类超平面。LS-SVM回归模型能够反映光谱对土壤盐分含量的响应,与盐渍土光谱特征研究结果一致,说明LS-SVM回归模型具有一定的物理意义,该建模相比传统的数理统计方法精度较高。 5、环境减灾卫星高光谱遥感土壤盐分含量估算。为实现环境减灾卫星对土壤盐分含量的空间分布制图,本研究利用NDVI对反射率图像进行土壤与植被、水体、城镇的分离,最终提取土壤信息。利用所建的土壤盐分含量估算模型,实现了环境减灾高光谱数据的土壤盐分含量信息提取,对估算结果的分析表明,基于LS-SVM方法所建的模型用于环境减灾卫星高光谱数据的土壤盐分含量估算精度较高,结合土壤采样样本进行检验,由环境卫星估算的土壤盐分含量值与检验样本实验室实测值的决定系数R2=0.784,RMSE=1.037。通过对土壤盐分含量的空间分布进行分析可知,本文研究结果与前期调查基本一致。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宋承鑑;膠东文登南海灘地植物群落与鹽漬土的关系[J];山东农业大学学报(自然科学版);1964年00期
2 翁永玲;宫鹏;;黄河三角洲盐渍土盐分特征研究[J];南京大学学报(自然科学版);2006年06期
3 孟艳玲;王丽萍;李季;;冀南地区蔬菜保护地土壤盐分积累特征[J];安徽农业科学;2007年26期
4 王鑫;胡玉昆;热合木都拉·阿迪拉;柳妍妍;李凯辉;王吉云;;土壤盐分对高寒草甸主要植物生态位的影响[J];应用生态学报;2008年07期
5 张豫;王立洪;陈秀龙;王则玉;胡顺军;;土壤含盐量对棉花发芽率及幼苗生长的影响[J];中国棉花;2009年12期
6 周在明;张光辉;王金哲;严明疆;;环渤海低平原土壤盐化特征及基于DEM的Co-Kriging插值研究[J];南水北调与水利科技;2010年06期
7 赵军伟,蒋平安,盛建东,李荣;EM38电磁发生仪测定结果的影响因素分析[J];干旱区地理;2005年03期
8 郗金标;邢尚军;宋玉民;张建锋;张建国;董振成;;黄河三角洲不同造林模式下土壤盐分和养分的变化特征[J];林业科学;2007年S1期
9 赵成义;闫映宇;李菊艳;盛钰;伊力哈木·伊马木;;塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征[J];干旱区地理;2009年06期
10 张伟;吕新;王家平;李鲁华;张小伟;孙肇君;;膜下滴灌棉田水盐运移规律研究[J];中国棉花;2010年01期
11 麦麦提吐尔逊·艾则孜;海米提·依米提;古丽娜尔·托合提;;西天山伊犁河灌区土壤盐分时空变异特征[J];干旱区资源与环境;2011年04期
12 雷玉平,田魁祥,孙景玉,山崎素直,但野利秋;农田耕作与土壤盐分的变化[J];中国生态农业学报;1995年03期
13 贾艳红;赵传燕;南忠仁;;黑河下游地下水波动带土壤盐分空间变异特征分析[J];干旱区地理;2008年03期
14 谷海斌;盛建东;武红旗;张丽;王泽;;灌区尺度土壤盐渍化调查与评价——以石河子灌区和玛纳斯灌区为例[J];新疆农业大学学报;2010年02期
15 翁永玲;戚浩平;方洪宾;赵福岳;路云阁;;基于PLSR方法的青海茶卡-共和盆地土壤盐分高光谱遥感反演[J];土壤学报;2010年06期
16 李开丽;陈杰;檀满枝;密术晓;;封丘县土壤盐分的演变特征研究[J];土壤;2010年06期
17 杨劲松;周静;李冬顺;P.G.Slavich;;应用磁感应电导率仪测值解译黄淮海平原土壤盐分状况初探[J];土壤学进展;1994年04期
18 高峻岭;宋朝玉;黄绍文;张守才;唐继伟;李祥云;张淑霞;孙兆法;;青岛市设施蔬菜施肥现状与土壤养分状况[J];山东农业科学;2011年03期
19 王新英;田长彦;文启凯;武红旗;毛金梅;;克拉玛依农业开发区土地利用方式对土壤盐分的影响[J];新疆农业大学学报;2007年02期
20 崔金华;;日光温室土壤盐分障碍的发生与防治措施[J];现代农村科技;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马东豪;王全九;张江辉;张胜江;丁新利;;灌水水质对土壤结构和水盐运移影响的田间试验研究[A];人水和谐及新疆水资源可持续利用——中国科协2005学术年会论文集[C];2005年
2 马东豪;王全九;张江辉;张胜江;丁新利;;灌水水质对土壤结构和水盐运移影响的田间试验研究[A];中国水利学会第二届青年科技论坛论文集[C];2005年
3 王振华;郑旭荣;李朝阳;;不同滴灌年限土壤盐分分布与变化初步研究[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(上)[C];2010年
4 解淑英;;盐碱地植棉防碱夺高产栽培的几个途径[A];黄河三角洲棉花生产发展论坛论文集[C];2005年
5 冯武焕;孙升学;张小迪;范变娥;朱永利;王玺;侯慧英;;西安盐渍土发生规律及其防治途径研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
6 孔令瑶;柏新富;;盐胁迫下三角滨藜光合作用的气孔与非气孔限制[A];2007中国植物生理学会全国学术会议论文摘要汇编[C];2007年
7 杨玉海;袁峡;吐尔逊古丽;买买提;李卫红;;塔里木河中游土壤盐分变异及其特点[A];海峡两岸环境与资源学术研讨会学术论文集[C];2007年
8 孙瑞珊;;試論滨海盐堿地的葡萄栽培[A];河北省果树学会论文选编(1962)[C];1962年
9 胡博;娜何雅;郝云凤;樊明寿;;内蒙古杭锦后旗马铃薯氮肥效应的初步研究[A];马铃薯产业与粮食安全(2009)[C];2009年
10 朱清海;张莉莉;;双台子河口“红海滩”退化初探[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 杜会英;保护地蔬菜氮肥利用、土壤养分和盐分累积特征研究[D];中国农业科学院;2007年
2 申玉香;盐分胁迫对小麦产量和品质形成的影响及调控措施研究[D];扬州大学;2007年
3 党玉;伊犁河南岸土地盐渍化现状分析与风险评估[D];中国农业大学;2013年
4 李国华;河北滨海盐碱地和北京土石山区基盘法造林技术研究[D];北京林业大学;2009年
5 王振锡;塔里木河下游荒漠—绿洲过渡带退化生态系统解析与重构[D];新疆农业大学;2009年
6 范庆锋;保护地土壤酸度特征及酸化机理研究[D];沈阳农业大学;2009年
7 宋杰;内陆干旱区几种盐生植物种子和幼苗抗盐性的研究[D];中国农业大学;2005年
8 关红杰;干旱区滴灌均匀系数对土壤水氮及盐分分布和棉花生长的影响[D];中国水利水电科学研究院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏英辉;EM38在奇台荒地盐分测量中的应用研究[D];新疆大学;2013年
2 吴阳春;基于环境卫星的松辽平原盐渍土盐分含量研究[D];吉林大学;2012年
3 扶卿华;土壤盐分含量的遥感反演及其在东亚飞蝗研究中的应用[D];南京师范大学;2005年
4 吕云海;于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律研究[D];新疆大学;2009年
5 刘国华;于田绿洲土壤盐分特征及其成盐驱动因子分析[D];新疆大学;2009年
6 熊汉琴;种植年限对蔬菜大棚土壤肥力的影响[D];西北农林科技大学;2005年
7 古丽格娜·哈力木拉提;于田绿洲土壤盐分、有机质季节性变化规律研究[D];新疆大学;2008年
8 周影;盐分胁迫对小麦籽粒产量和品质形成的影响[D];扬州大学;2007年
9 王晓颖;滨海吹填土作为绿化基质障碍特征及调控机制研究[D];吉林大学;2012年
10 王巧焕;灌溉条件下黄土层中水盐运移的试验研究及数学模拟[D];西北农林科技大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江苏滨海市东坎高效农业示范园 曹晓寐张时明;秋冬蔬菜注意补钙[N];河北农民报;2008年
2 明丽;引种油桃五注意[N];中国特产报;2004年
3 庆城县园艺站 樊晓莉;甘蓝类蔬菜抗旱育苗措施[N];陇东报;2008年
4 滦南县农业技术服务中心 冯宝芹;番茄缺钙别忽视[N];河北科技报;2006年
5 ;秋延迟蔬菜防缺钙[N];苏州日报;2006年
6 ;秋延迟蔬菜防缺钙[N];中华合作时报;2007年
7 王英 李贵宝;蔬菜缺钙怎么办[N];农民日报;2001年
8 王汝娟;蔬菜缺钙防治方法[N];云南科技报;2007年
9 李德智;蔬菜缺钙诊断与防治[N];中国特产报;2005年
10 宋尚平;滨海生态脆弱带有了整治办法[N];中国绿色时报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978