某地區(qū)耕地土壤重金屬Pb含量反演及最佳光譜采樣間隔研究.pdf

1、土壤是人類賴以生存的自然資源，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人類對土壤的破壞日益嚴(yán)重，土壤重金屬污染成為人類關(guān)注的重大問題。傳統(tǒng)的重金屬監(jiān)測方法雖然準(zhǔn)確度高，但是需要對樣本進(jìn)行破壞性采樣且花費(fèi)巨大，遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，為重金屬監(jiān)測提供一種新的手段。
　　本文以研究區(qū)耕地土壤的影像多光譜和實(shí)測高光譜作為原始數(shù)據(jù)，分別對土壤光譜進(jìn)行一階微分、對數(shù)及倒數(shù)等變換，并對變換后的光譜值與重金屬Pb含量建立預(yù)測模型，對比模型精度。對實(shí)測光譜以高斯函數(shù)模

2、擬光譜響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行重采樣，對不同光譜采樣間隔下的光譜數(shù)據(jù)分別建立Pb的預(yù)測模型，以模型決定系數(shù)、均方根誤差和平均相對誤差為評價(jià)指標(biāo)對模型精度進(jìn)行綜合評價(jià)，得出本研究中Pb含量預(yù)測的最佳光譜采樣間隔。
　　通過研究得出以下結(jié)論:1）基于影像多光譜的預(yù)測模型具有粗略預(yù)測重金屬Pb含量的能力;2）通過相關(guān)分析和逐步回歸分析得出Pb含量反演的特征波長位置為1262nm，2358nm，842nm;3）對比經(jīng)倒數(shù)、對數(shù)和一階微分等變換后的預(yù)測

3、模型精度，一階微分模型精度最高，表明一階微分變換是監(jiān)測重金屬Pb含量的有效的光譜變換方式;4）Pb含量的預(yù)測模型精度受光譜采樣間隔的影響，其精度隨光譜采樣間隔的增大先升高后降低，當(dāng)采樣間隔為42nm時(shí)模型精度最高，相對分析誤差為2.15，表明模型具有極好的預(yù)測能力。
　　研究結(jié)果表明，多光譜遙感影像具有粗略預(yù)測耕地土壤重金屬Pb含量的能力，能滿足大范圍粗略估算的要求，通過對實(shí)測光譜最佳光譜采樣間隔的探討，可為監(jiān)測重金屬Pb含量的衛(wèi)