【摘 要】
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土壤粒径组成是指其不同粒径组分所占的含量比,不同土壤类型由不同直径大小的土壤颗粒组成.在土地沙化过程中,经风蚀作用土壤粒径组成会发生明显的变化,土壤表层粗糙度和反射、散射特性随之发生变化,进而不同土壤类型的遥感影像反射率也呈现出一定的规律.土壤粒径组成是反映土壤状况的重要指标因子,其不同组分含量的变化是土地退化或沙化的直接反应,因此,土壤粒径组成的定量反演是提取沙地信息的重要基础.本文以内蒙古正蓝
【机 构】
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中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;中国林业科学研究院资源信息研究所,北京100091
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土壤粒径组成是指其不同粒径组分所占的含量比,不同土壤类型由不同直径大小的土壤颗粒组成.在土地沙化过程中,经风蚀作用土壤粒径组成会发生明显的变化,土壤表层粗糙度和反射、散射特性随之发生变化,进而不同土壤类型的遥感影像反射率也呈现出一定的规律.土壤粒径组成是反映土壤状况的重要指标因子,其不同组分含量的变化是土地退化或沙化的直接反应,因此,土壤粒径组成的定量反演是提取沙地信息的重要基础.本文以内蒙古正蓝旗为研究区,基于非生长季(减少植被对土壤的遮掩)高分一号(GF-1)多光谱数据提出了一种定量反演土壤粒径组成的方法,并在此基础上通过阈值法定量提取沙地信息.首先,分析沙化过程中土壤粒径组成各组分含量的变化规律及其在沙化土地和非沙化土地中的差异,确定有效指示沙化土地的粒径组分因子.其次,对GF-1多光谱影像的波段反射率和土壤粒径组分含量进行偏最小二乘回归(PLSR)分析.相比于一般的回归模型,偏最小二乘模型更具稳定性,并且在选择参与建模的因变量和自变量上更具优势.通过分析,GF-1多光谱影像的第三波段反射率(Rb3)和第四波段反射率(Rb4)与土壤粒径组成中粉砂含量的相关性最高,因此以Rb3和Rb4作为自变量建立粉砂含量的反演模型.通过留一交叉验证的方法对模型进行验证,结果表明模型的最小误差为0.824.最后,通过分析不同土壤类型中粉砂含量的差异,利用统计和人工交互相结合的方法确定粉砂含量的阈值为3.5％,即当像元对应的粉砂含量小于3.5％时,该像元将被划分为沙地,大于3.5％时将被划分为非沙地.利用野外调查数据对沙地信息提取结果进行验证,结果表明提取精度高达80.26％.
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