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本研究以新疆阜康荒地土壤为对象,首先在野外采集土壤样本64个,在室内测定土壤有机质含量(SOM),分析统计性特征以及用半方差函数的拟合最优参数,进而用ArcGIS的地统计分析中趋势面分析,找出研究区SOM大体分布特点,然后利用最优模型参数进行普通克里金插值,得到新疆阜康荒地SOM空间分布图,对其后期进行动态监测。其次,通过美国ASD光谱仪在野外采集土壤光谱反射率为数据源,对光谱数据进行平滑去燥,并对反射率及其反射率数学变换后,分析了光谱反射率的曲线特征,进而光谱数据与SOM相关关系,找出显著波段建立适合该区域的最优模型,以期为新疆阜康荒地土壤肥力状况的空间分布信息同步动态遥感影像实时监测提供技术支持。研究结论如下:(1)新疆阜康荒地土壤有机质较为贫瘠,其变化范围含量在0.59~23.55g/kg,属于极缺乏-缺乏水平。从平均值来看,土壤有机质量为9.61g/kg,总体上偏低,属于很缺乏水平,说明该区土壤贫瘠且养分含量少。(2)利用半方差函数建立土壤有机质含量的四种模型中,最优拟合的参数为高斯模型。同时对土壤有机质含量作趋势面分析,发现在东西方向上土壤有机质变化明显,呈现倾斜的直线,揭示其含量由西向东逐渐降低,具有一阶效应。在南北方向上土壤有机质含量呈现高低高,具有二阶效应。通过普通克里金插值,得到的有机质空间分布图。研究区土壤表层整体上SOM含量较低,同时有机质含量空间上以水库大坝为中心圆弧状分布,且有向下游递增的趋势。其中靠近水库大坝边缘区域(东南方向)SOM较低,而研究区东北、西北、西南区SOM相对较高。(3)通过土壤样品光谱曲线特征分析,得到该研究区曲线符合干旱地区波浪型。平行水库大坝的8条光谱反射率曲线大致保持平行状态且波形基本相似,距水库900m、1200m、1500m曲线在1000~1300nm区间有交叉,反射率增长的速度也有所差异。大致上光谱反射率随着距水库大坝越远,反射率呈现递减趋势。同时在1400nm、1900nm和2200nm波段附近存在水汽吸收带。(4)对不同有机质含量等级光谱反射率进行分析,发现极缺乏等级下的光谱反射率最高,很缺乏等级下的光谱反射率次之,在缺乏范围内的光谱反射率最低,验证了土壤有机质含量越高,其土壤光谱反射率越低的特征,即SOM与土壤光谱反射率成反比。(5)对光谱反射率(REF)进行反射率一阶导数(FDR)、反射率连续统去除(CR)、反射率连续统去除一阶微分(CR’)、反射率倒数对数(Lg(1/R))、反射率倒数对数一阶微分(Lg(1/R)’)5种变换后,发现光谱反射率经过数学变换后,扩大了光谱波段的差异。同时与有机质含量进行相关性分析,得到土壤有机质含量与光谱反射率成反比,且反射率经过变换后,其相关系数得到提升,说明数学变换后一些细小的光谱吸收特征被扩大。(6)在显著性波段建模中,REF、FDR、CR、CR’、Lg(1/R)’和Lg(1/R)建立的SMLR模型中,REF、CR和Lg(1/R)的模型RPD均在1.0~1.4,只能对有机质含量进行一般预测。FDR和CR’模型的RPD在1.8~2.0之间,对模型预测能力较好。Lg(1/R)’建立的模型的RPD大于2.0,该模型预测能力极好,可以准确预测有机质含量。