基于航空高光谱反演的黑土地质量综合评价研究

摘要

土地质量评价能够为黑土地资源的保护和可持续开发利用提供重要参考依据。航空高光谱技术凭借光谱分辨率高、数据覆盖面广、时效性强等优势,在黑土地质量指标调查中已初步显示出应用价值,为了进一步发挥高光谱技术在黑土地质量评价中的作用,提出一种基于航空高光谱的黑土地质量综合评价方法。以黑龙江省海伦地区为例,在裸土期和农作物生长期分别获取CASI/SASI航空高光谱数据,地面同步开展样品采集,通过实验室分析获取养分指标、环境指标和农作物长势指标三大类共15项指标数据。利用偏最小二乘法反演各项评价指标的含量,利用层次分析法建立综合评价模型,并以实际地块为评价单元获得研究区黑土地质量综合评价结果。反演结果表明,有机质的建模精度最高,R^(2)达到0.813,养分和农作物指标的建模精度均超过了0.7,重金属元素的建模精度均超过了0.6,总体上获得了较好的反演效果。评价结果显示研究区地块等级均在二等及以上,其中一等(优质)地块面积占全区的38.38%,二等(良好)地块面积占全区的61.62%,整体土壤质量较高。评价结果与地面验证结果一致率达到97.60%,表明了评价结果的可靠性。研究成果能够为田块尺度的黑土地质量快速评价提供技术支撑。