基于Hyperion影像植被光谱的土壤重金属含量空间分布反演——以青海省玉树县为例

作     者：杨灵玉 高小红 张威 史飞飞 何林华 贾伟 YANG Ling-yu;GAO Xiao-hong;ZHANG Wei;SHI Fei-fei;HE Lin-hua;JIA Wei

作者机构：青海师范大学生命与地理科学学院青海省自然地理与环境过程重点实验室/青藏高原环境与资源教育部重点实验室西宁810008 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2016年第27卷第6期

页      面：1775-1784页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：青海省科技厅自然科学基金项目(2011-Z-903) 青海师范大学创新基金项目(QS2012-08) 青海省重点实验室发展专项(2014-Z-Y24 2015-Z-Y01)资助 

主　　题：高光谱影像 土壤重金属含量 偏最小二乘回归 植被光谱反射率 玉树县 

摘      要：本研究主要探讨了利用Hyperion影像植被光谱估算土壤重金属含量的可行性.以野外采集的三江源区玉树县48个表层土壤样品As、Pb、Zn、Cd实验室测定含量值,以及从两景Hyperion影像提取的48个土壤样本点相应的176个植被光谱反射率波段及构建的5种植被指数为数据源,利用偏最小二乘回归方法(PLSR)建立土壤各重金属含量与上述两套Hyperion影像上提取的变量之间的估算模型.模型分别为176个植被光谱反射率波段与土壤各重金属含量间的估算模型(植被光谱反射率模型),和以5种植被指数作为自变量,与土壤各重金属含量建立的估算模型(综合植被指数模型).运用验证样本的4种重金属元素实测含量值的标准差与均方根误差的比值(RPD)作为检验标准,As、Pb两种模型RPD均小于1.4,不具备粗略估算能力;Zn、Cd两种模型RPD分别为1.53、1.46与1.46、1.42,均具备粗略估算能力.根据上述结果将Zn的光谱反射率估算模型与Hyperion影像相结合反演得到土壤重金属Zn含量的空间分布,Zn含量在214国道、308省道和乡镇附近偏高,主要受到较强的人类活动影响.表明运用Hyperion高光谱影像植被光谱反射率可以间接估算土壤Zn、Cd元素含量.