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《基于高光譜數(shù)據(jù)和modis影像的土壤特性的定量估算》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、萬方數(shù)據(jù)UniversityCode:10225RegisterCode:B13017DissertationfortheDegreeofDoctorQUANTITIVEESTIMATIONOFSOILCHARACTERISTICSBASEDONHYPERSPECTRALDATAANDMODISIMAGESCandidate:Supervisor:AssociateSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Speciality:Dateof0ralExamination:University:Q
2、iaoLuRui·qingSongLi.xinChenPHDForestryProtectionMarch202013NortheastForestry萬方數(shù)據(jù)摘要llYIllllIl2lllllIl7llUll2llUllllIlll71112111111711Y2721727土地作為一種不可再生的自然資源,是人類社會(huì)生存和發(fā)展的最重要條件之一,由于人類對(duì)土壤資源認(rèn)識(shí)的不傘面性,森林肆意砍伐、土地盲目開發(fā),使的近年來土地耕地面積不斷銳減,土壤質(zhì)量迅速下降,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。高光譜遙感以其多波段且連續(xù)性、高分辨率等特點(diǎn),
3、及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取大面積的土壤環(huán)境信息提供了依據(jù),這對(duì)土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境維護(hù)與治理具有現(xiàn)實(shí)意義。以黑龍江省大慶地區(qū)土壤為研究對(duì)象,采用野外調(diào)查取樣與室內(nèi)高光譜(350-2500mn)數(shù)據(jù)測(cè)定、MODIS影像相結(jié)合的方法,采集126個(gè)土壤樣本,構(gòu)建基于偏最小二乘法(PLSR)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)建立的土壤有機(jī)質(zhì)SOM、全氮N、全磷P、全鉀K、重金屬(HM)、鹽堿含量的光譜估算模型。同時(shí)利用MODIS影像對(duì)土壤各成分信息專題制圖。研究結(jié)果顯示:1)按照土壤類型和土地利用方式的不同,采集土樣并分析土壤有機(jī)質(zhì)SOM
4、、全氮N、全磷P、全鉀K、重金屬(Co、Cd、F、Hg、V、Se、Cr、Cu、As、Pb、Ni、Mn、Zn)、全鹽量、總堿度和堿化度的含量。2)土壤機(jī)械組成,土壤水分,土壤有機(jī)質(zhì)等是影響土壤光譜曲線特征的重要因素。當(dāng)土壤中所含水分達(dá)到70%臨近飽和狀態(tài)時(shí),土壤的反射率極低,且1400nm和1900hm的兩個(gè)水分吸收帶隨著土壤水分的增加,吸收峰隨之變寬。3)土壤光譜預(yù)處理對(duì)于模型的建立起到?jīng)Q定性的作用,文本采取標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量校正(StandardNormalVariateTransformmion,SNV)、多元散射校正(Mul
5、tiplicativeScatterCorrection,MSC)、數(shù)學(xué)運(yùn)算組合、去包絡(luò)線法(ContinuumRemoved)及衍生值等19種處理方式,土壤各指標(biāo)含量與處理后的光譜指數(shù)的相關(guān)性顯著提高。4)利用偏最小二乘PLSR和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立土壤有機(jī)質(zhì)SOM、全氮N、全磷P、全鉀K、重金屬(Co、Cd、F、Hg、V、Se、Cr、Cu、As、Pb、Ni、Mn、Zn)全鹽量、總堿度,堿化度的高光譜估算模型精度較高,RMSE較低,土壤各指標(biāo)含量精確的估算是可行的。5)利用高光譜波段模擬MODIS多波段,并建立土壤SOM、全氮
6、N、全磷P、全鉀K、重金屬(Co、Cd、F、Hg、V、Se、Cr、Cu、As、Pb、Ni、Mn、Zn)鹽堿含量的偏最小二乘模型,大多數(shù)土壤指標(biāo)估算精度在0.7以上,可實(shí)現(xiàn)精確的估算,全堿度、Hg和P模擬R2較低,只能用于粗略估算。6)根據(jù)偏最小二乘模型結(jié)果結(jié)合MODIS影像,對(duì)大慶地區(qū)土壤SOM、傘氮N、傘磷P、全鉀K、重金屬(Co、Cd、F、Hg、V、Se、Cr、Cu、As、Pb、Ni、Mn、Zn)、全鹽量、總堿度和堿化度專題制圖,建立較為精細(xì)的土壤信息空間分布圖。萬方數(shù)據(jù)東北林_k大學(xué)博士學(xué)位論文關(guān)鍵詞高光譜遙感;MOD
7、IS影像:PLSR:BPNN;專題制圖萬方數(shù)據(jù)AbstractAsanon-renewablenaturalresource.soiliSoneofthecrucialconditionsthatsupportsthesurvivalanddevelopmentofhumansociety.Recentyears,overdeforestingandoverdevelopingwithincompleteunderstandingofsoilconditionscausedaseriesofproblemssuchasthe
8、decliningoffarmland,thesoildegradation,andenvironmentdeterioration.Hyperspectralremotesensingtechniquewithspecialadvantagesofhighspectralresoluti