模拟Hymap、Aster和TM光谱快速预测南京土壤Hg污染研究

摘要

由于人类长期生产活动，南京地区土壤中出现了Hg污染。传统土壤Hg污染监测方法具有费时、费钱等缺点，不适于大范围监测。反射光谱法由于具有快速、方便、灵敏的特点已广泛用于土壤成分预测。本文旨在探索反射光谱法预测土壤Hg污染可行性，并研究光谱分辨率对预测结果的影响。首先将南京城郊地区120个土壤样品在0.38-2.5μm的实验室反射光谱模拟为Hymap、Aster以及TM等常用传感器波段。进而基于上述模拟光谱以及实测土壤含Hg量，使用单变量和多元回归分析建立了土壤反射率与Hg之间的关系。为进一步研究反射光谱预测无光谱特征Hg的机理，又计算了土壤反射光谱在0.49(针铁矿吸收)和2.2μm(粘土矿物吸收)处吸收峰深度与Hg的关系。结果发现这三种传感器预测精度接近，说明在缺乏高光谱数据的情况下，多光谱是一个可行的选择。预测Hg的最佳波段与土壤Fe吸收波段一致，且相关分析表明Hg与土壤反射率呈负相关，与0.49和2.2μm处吸收峰深度呈正相关，说明土壤铁氧化物、粘土矿物对外源Hg的吸附是反射光谱法预测Hg的机理。