中国主要土壤高光谱反射特性分类与有机质光谱预测模型

土壤可见-近红外漫反射光谱是当前对地遥感观察和土壤近地传感器研究的重要方向,同时也被认为是土壤数字制图、精确农业和土壤资源调查等方面最重要的数据获取技术.从中国西藏、新疆、黑龙江、海南等地采集16种土类的1581个土壤样本,经干燥过筛后统一采用ASD光谱仪测量了其室内可见-近红外反射光谱(350~2500 nm).对所有的土壤光谱数据采用Savitzky-Golay平滑加一阶微分进行转换,来减少大样本数据受到实验室光学测试环境条件差异的影响,然后对数据进行主成分变换降维处理.引入模糊k-means方法进行大样本光谱数据的最佳分类数目计算,并将中国土壤光谱数据分成五类,各自代表了不同的土壤矿物和有机组分,主要类型与国际同行类似成果有可比性.最后提出了采用土壤光谱分类方法结合偏最小二乘回归法(PLSR)方法建立土壤有机质的光谱分类-局部预测模型,结果比未分类直接采用PLSR方法的一阶微分-全局预测模型的精度有了显著提高,其预测模型的R2和RPD两个指数分别从0.697和1.817提高到0.899和3.158.     

氧化铁对有机质光谱特性的影响分析

通过分析湖南、浙江和福建三省不同氧化铁和有机质含量共253个土样的光谱数据,研究了氧化铁对有机质光谱特征及定量反演的影响。结果表明：氧化铁的光谱特征波段为600—1400 nm;氧化铁含量小于20 g/kg时对有机质的光谱信息没有影响,含量在20—30 g/kg时,对有机质可见光波段光谱信息的表现有影响,近红外波段的影响不大,含量大于30 g/kg时,氧化铁会掩盖有机质的光谱信息;氧化铁与有机质的比值小于0.726时对有机质的光谱信息没有影响,比值为1.05—2时,对有机质400—1300 nm波段光谱信息的表现有影响,1300—2400 nm波段的影响不大,比值大于2.21时,氧化铁会完全掩盖有机质的光谱信息;氧化铁对有机质的光谱定量反演有影响,随氧化铁含量的增加或氧化铁含量与有机质含量比值的增大,模型的稳定性与预测能力有所降低,但氧化铁含量小于20 g/kg、氧化铁含量与有机质含量比值小于2.0时,氧化铁的影响不明显。     

基于决策树分类的滨海滩涂围垦区土地利用变化研究

本文以浙江省上虞市海涂围垦区为研究区,运用基于C4.5算法的决策树分类方法对研究区2001年和2010年两期遥感影像数据进行解译,获取土地利用类型及其变化数据。结果表明,两期影像的总体分类精度和kappa系数均达到了90%以上,分类结果理想。该研究区是典型的农林养殖区,土地利用类型以农用地和养殖场为主,共占研究区总面积的74%以上,其中耕地(水稻田和旱地)、果园、菜地是主要的农用地类型。10年间,各地类间存在耕地转变为建设用地、水稻田转变为养殖场、养殖场转变为水稻田、水体转变为滩涂和滩涂转变为水体等多种转变关系。围垦较早的区域内耕地和建设用地比例较大,土地利用变化主要是由耕地转变为建设用地;围垦较晚的子区内水体较多,养殖场与耕地、滩涂与水体存在相互转变的关系。土壤盐分是造成海涂围垦区土地利用变化的重要驱动力。