基于不同卫星光谱模拟的土壤电导率估算研究

编号 zgly0001706793

文献类型 期刊论文

文献题名 基于不同卫星光谱模拟的土壤电导率估算研究

作者 曹肖奕  丁建丽  葛翔宇  梁静  陈文倩  陈香月  唐普恩 

作者单位 新疆大学资源与环境科学学院  新疆大学绿洲生态教育部重点实验室  新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室 

母体文献 干旱区地理 

年卷期 2020年01期

年份 2020 

分类号 S152  TP79 

关键词 波谱响应  土壤电导率  光谱预处理  三维光谱指数  梯度提升回归树 

文摘内容 土壤电导率（Electrical conductivity,EC）是评价土壤盐渍化的重要指标。通过实测新疆艾比湖湿地自然保护区土壤EC及可见光—近红外光谱数据,利用波谱响应技术模拟Landsat 8 OLI、Sentinel 2、Sentinel 3卫星的宽波段数据。构建宽波段模拟数据及其5种预处理后的三维光谱指数（Three-dimensional spectral index,TDSI）,采用梯度提升回归树算法（Gradient boosting regression tree, GBRT）建立3种卫星土壤EC估算模型,并比对加入TDSI后模型精度的变化。结果表明:在不同土壤EC条件下,3种卫星具有相似的光谱趋势,均在红、近红外波段附近反射率较高;TDSI与土壤EC相关性基本均在0.4以上,最大程度保留了与土壤EC敏感度高的红、绿、蓝、近红外、短波红外波段信息;GBRT对于土壤EC估算能力表现突出,3种卫星对土壤EC的最佳预测精度R2分别为0.831、0.847、0.903,在加入TDSI后,R2分别提高至0.835、0.857、0.935,综合分析发现,Sentinel 3对土壤EC估算效果最佳(R2=0.935,均方根误差RMSE=2.986 mS·cm-1,赤池信息准则AIC=57.500)。通过利用波谱响应技术结合TDSI深度挖掘波段间的协同信息,采用GBRT验证了不同卫星对土壤EC的估算效果,二者相结合可以有效提升模型预测精度,为干旱区土壤盐渍化定量监测与防控提供有利指导。