基于反射光谱与Landsat 8 OLI多光谱数据的艾比湖湿地土壤盐分估算

摘要

土壤盐渍化是农业生产中最关键的生态问题之一,是一种降低土壤质量,严重影响作物产出的缓慢土壤退化过程.因此,土壤盐分的监测及评估对干旱区的土地管理与恢复至关重要.选取艾比湖湿地为研究区,基于2016年干湿两季(5月/9月)的Landsat8 OLI遥感影像,147个土壤实测样点的电导率(Electrical Conductivity,EC)数据及其对应的室内反射光谱数据,通过光谱重采样技术,建立该研究区土壤EC的偏最小二乘(partial least-squares regression,PLSR)定量估算模型,并尝试对干湿两季的土壤盐渍化状况进行对比分析.结果表明:(1)艾比湖湿地土壤盐渍化较为严重,湿季土壤EC(23.90 mS·cm-1)高于干季(11.62 mS·cm-1);(2)基于重采样处理后的光谱数据及13个光谱指数所建立的PLSR模型具有较好的精度(R2=0.91,RMSE=6.48 mS·cm-1,RPD=2.45),说明该模型可以有效地对区域尺度的土壤EC进行定量估算.(3)从2016年5月至9月,艾比湖湿地的中度和重度盐渍土面积增加,轻度盐渍土和盐土面积减少.本研究将两种不同分辨率的数据进行联合建模,既提升了传统光学遥感影像模型的精度,又将高光谱数据扩展至像元尺度上,为土壤盐分信息的遥感提取提供了科学参考.