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利用高光谱遥感反演土壤属性具有大范围、及时性和高效率的优势，能够克服传统检测方法的不足，成为区域环境质量检测的有效手段。三江源区是长江、黄河和澜沧江的发源地，其生态环境和水资源的变化直接影响着我国中、下游地区环境状况和经济的可持续发展，而土壤环境变化状况对三江源区生态的环境保护、畜牧业的可持续发展尤其重要。本文以三江源区玉树县为典型研究区，实地采集40个土壤样品，以实验室测定的土壤重金属As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg元素含量和ASD Field Spec4地物光谱仪测定的室内土壤光谱反射率数据为数据源，利用偏最小二乘回归方法和BP神经网络方法建立土壤各重金属含量的光谱估算模型，并将建立的估算模型与Hyperion影像相结合进行土壤重金属含量反演，得到研究区土壤重金属As、Sb、Bi、Pb、Zn、Cr、Hg元素含量的空间分布图。研究主要得到以下结论：（1）土壤重金属元素与Fe、Mn、Al、Si和有机质之间存在着显著的相关关系。土壤As元素含量与Mn、Al元素含量极显著相关；Sb元素与有机质、Fe、Al、Si等含量极显著相关；Bi、Pb、Cr元素含量与Fe、Mn、Al元素含量呈极显著相关；Cu元素含量与Si、Mg元素显著相关；Zn、Cd元素含量与有机质、Fe、Mn、Si元素极显著相关；Hg元素和有机质、Al元素显著相关；土壤各重金属元素分别受到土壤有机质、铁锰氧化物、粘土矿物等不同程度的吸附作用而产生了集聚现象。（2）运用偏最小二乘回归方法和BP神经网络方法建立的土壤As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd和Hg八种元素估算模型的建模精度和验证精度非常接近，总体精度相差不大，其中As、Sb、Bi、Pb、Zn、Cd和Hg元素估算模型的建模决定系数和验证决定系数均在0.5以上，验证样本的PRD达到了1.4以上，具有较好的建模精度和粗略估算性能；Cr元素由于两种建模方法的建模精度和验证精度均较低而不具备估算性能。（3）As、Sb、Bi、Pb、Zn、Cd、Hg七种重金属元素Hyperion影像反演精度达到了可接受范围，基本上能够反映土壤重金属含量空间分布特征；As、Bi、Pb、Zn和Hg元素含量在214国道和308省道附近相对偏高，其含量可能受到了人类活动的影响。