基于遙感技術(shù)的棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)研究.pdf

1、新疆是我國(guó)主要的產(chǎn)棉區(qū),棉田土壤質(zhì)量及其評(píng)價(jià)對(duì)生產(chǎn)者和管理者具有重要的意義。本研究利用遙感技術(shù)對(duì)柵格數(shù)據(jù)的管理優(yōu)勢(shì),將多時(shí)相棉田遙感信息中提取的NDVI等指標(biāo)與實(shí)地獲取的棉田理化數(shù)據(jù)相結(jié)合,探索棉田土壤屬性信息迅速無(wú)損獲取的理論依據(jù)和研究方法,構(gòu)建基于遙感技術(shù)的棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并進(jìn)行評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)。拓展了遙感技術(shù)在棉田管理方面的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,為棉田管理的信息化提供了新的技術(shù)支持。
　　研究利用2009年至2011年的TM數(shù)

2、據(jù)和HJ衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及數(shù)字化圖件、田間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),參考常規(guī)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo),結(jié)合研究區(qū)棉田植株生長(zhǎng)發(fā)育的特點(diǎn),運(yùn)用遙感影像分析軟件和地理信息系統(tǒng)處理平臺(tái),綜合使用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、地統(tǒng)計(jì)方法、遙感影像處理方法等技術(shù)手段(監(jiān)督分類(lèi)、相關(guān)分析、主成分分析、矢量柵格相互轉(zhuǎn)換等),對(duì)獲取信息進(jìn)行充分挖掘,篩選出適合評(píng)價(jià)棉田土壤質(zhì)量的指標(biāo),構(gòu)建基于遙感技術(shù)的棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并對(duì)棉田土壤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),主要研究結(jié)果如下:

3、
　　一、通過(guò)多種遙感圖像分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)了棉田基本信息的獲取,為棉田土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。利用不同作物種植類(lèi)型及其生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)在遙感監(jiān)測(cè)信息上的差別,提取棉田種植區(qū)域和面積信息;結(jié)合裸土質(zhì)地樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)棉田土壤質(zhì)地的分類(lèi);通過(guò)DEM高程數(shù)據(jù)的分析獲得棉田土壤地形狀況;并將全國(guó)土壤圖與研究區(qū)衛(wèi)星數(shù)據(jù)校正疊加后,提取了研究區(qū)土壤類(lèi)型數(shù)據(jù)。研究證明用國(guó)產(chǎn)遙感影像對(duì)棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)物理指標(biāo)的獲取是可行、有效的。
　　二、研究分析了土

4、壤養(yǎng)分空間變異性和棉花苗期至花鈴期的生長(zhǎng)狀況,利用遙感獲取的歸一化植被指數(shù)NDVI進(jìn)行密度分割。得到棉田長(zhǎng)勢(shì)分級(jí)圖,研究表明該分級(jí)圖能夠揭示相應(yīng)地區(qū)棉花的長(zhǎng)勢(shì)狀況,并且與土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量、速效鉀含量、含量在51-63mg/kg范圍的速效磷在空間布局上基本一致。根據(jù)多時(shí)相的NDVI數(shù)據(jù)能夠得到長(zhǎng)勢(shì)持續(xù)增加的棉田,并以此作為判斷集約化種植措施下棉田土壤質(zhì)量的依據(jù),為利用遙感技術(shù)對(duì)棉田土壤質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　三、

5、研究表明棉花產(chǎn)量形成關(guān)鍵生育時(shí)期的遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)——植被指數(shù)能夠用于預(yù)測(cè)棉花產(chǎn)量,采用多時(shí)相指數(shù)對(duì)棉花產(chǎn)量空間布局進(jìn)行反演的研究表明,遙感技術(shù)獲取的植被指數(shù),特別是比值植被指數(shù)(RVI)、歸一化植被指數(shù)(NDVI),不僅與土壤有效氮、有機(jī)質(zhì)等土壤養(yǎng)分具有顯著的相關(guān)性,而且與棉花單鈴重、單產(chǎn)、小區(qū)總產(chǎn)具有顯著相關(guān)性。采用遙感多時(shí)相指數(shù)能夠?qū)⒚藁óa(chǎn)量作為評(píng)價(jià)棉田土壤質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一,提高利用遙感技術(shù)評(píng)價(jià)棉田土壤質(zhì)量的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

6、　　四、研究構(gòu)建了基于遙感技術(shù)的棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。該體系利用多時(shí)相遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與棉花產(chǎn)量、棉田土壤理化性狀的相關(guān)性,結(jié)合常用土壤養(yǎng)分關(guān)鍵指標(biāo),通過(guò)多種分析方法對(duì)棉田土壤質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),初步構(gòu)建的棉田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括:1、物理指標(biāo):作物種植類(lèi)型、土壤質(zhì)地、土壤類(lèi)型以及地形條件;2、化學(xué)指標(biāo):土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量;3生物指標(biāo):棉田關(guān)鍵生育時(shí)期多時(shí)相植被指數(shù)、產(chǎn)量。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)證實(shí),本研究構(gòu)建的基于遙感技術(shù)