干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层盐分离子含量高光谱估算模型

Arid

	博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层盐分离子含量高光谱估算模型
其他题名	Hyperspectral Estimation Model of Salt Ion Content of Surface Soil Layer in West Lakeside Oasis of Bosten Lake
	赵慧; 李新国; 靳万贵; 麦麦提吐尔逊·艾则孜; 牛芳鹏
来源期刊	西南农业学报
ISSN	1001-4829
出版年	2021
卷号	34 期号:4 页码:1001-4829
中文摘要	【目的】探索基于光谱指数建立土壤盐分离子含量的估算模型,为研究区土壤盐分离子快速遥感监测提供技术参考。【方法】以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,分析土壤表层盐分离子Cl~- 、Ca~(2 +) 、HCO_3~- 、Mg~(2 +) 、Na~+ + K~+ 、SO_4~(2-)以及EC、TS含量变化特征;针对不同光谱指数,筛选特征波段,采用偏最小二乘回归建立高光谱估算模型。【结果】①土壤表层盐分离子的原始光谱反射率与土壤表层盐分离子Cl~- 、EC、Na~+ + K~+ 、Ca~(2 +)含量呈极显著相关(P < 0.01); ②基于光谱指数SI和BSI的相关系数图具有相似性, RSI、DSI、NDSI的光谱矩阵系数图具有相似性,RSI、DSI、NDSI的建模效果优于SI和BSI,土壤表层盐分离子的特征波段集中在近红外波段,最佳估算波段在1562 ~ 2354 nm; ③土壤表层Na~+ + K~+盐分离子含量的高光谱估算模型Y = 0.67 + 73.56x1809 - 75.75x1942, 建模集R~2 = 0.96,RMSE = 0.38,验证集R~2 = 0.82,RMSE = 0.64。【结论】通过光谱指数筛选特征波段且利用偏最小二乘回归方程构建的土壤盐分离子模型发现,含量较高的离子估算效果较好,尤其是Na~+ + K~+ 、Cl~- 、SO_4~(2-)含量。
英文摘要	【Objective】The present paper aimed to explore the establishment of an estimation model of soil salt soil content based on the spectral index,and a technical reference for rapid remote sensing monitoring of soil salt soil in the study area was provided.【Method】Taking the lakeside oasis on the west bank of Bostan lake as the study area,the content variation characteristics of the surface soil salt ions Cl~-, Ca~(2 +), HCO_3~-, Mg~(2 +), Na~+ + K~+, SO_4~(2-) as well as EC and TS were analyzed. According to different spectral indices,the characteristic bands were screened,and the hyperspectral estimation model was established by partial least square regression.【Result】(i) The original spectral reflectance of soil surface salt ions was significantly correlated with the contents of soil surface salt ions (Cl~-, EC,Na~+ + K~+, Ca~(2 +)) (P < 0.01). (ii) The correlation coefficient maps based on the spectral index SI and BSI were similar,and the spectral matrix coefficient diagrams of RSI,DSI,and NDSI were similar. The modeling effect of RSI,DSI,and NDSI was better than that of SI and BSI. The characteristic bands of the surface soil salt ions were concentrated in the near-infrared band,and the best estimated band ranged from 1562 to 2354 nm. (iii) The hyperspectral estimation model of the surface soil Na~+ + K~+ salt ion content was Y = 0.67 + 73.56x1809 - 75.75x1942, the modeling set R~2 = 0.96,RMSE = 0.38,the verification set R~2 = 0.82,RMSE = 0.64.【Conclusion】The soil salt ion model,which was based on the partial least square regression equation and selected by spectral index,showed that the ion with higher content has better estimation effect,especially the content of Na~+ + K~+, Cl~-, SO_4~(2-).
中文关键词	土壤表层 ; 盐分离子 ; 光谱指数 ; 光谱矩阵系数图 ; 高光谱估算模型
英文关键词	Surface soil layer Salt ions Spectral index Spectral matrix coefficient diagram Hyperspectral estimation model
类型	Article
语种	中文
国家	中国
收录类别	CSCD
WOS类目	Agriculture
CSCD记录号	CSCD:6977215
来源机构	新疆师范大学
资源类型	期刊论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/365349
作者单位	赵慧, 新疆师范大学地理科学与旅游学院;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, ;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, 乌鲁木齐;;乌鲁木齐, 新疆;;新疆 830054;;830054, 中国.; 李新国, 新疆师范大学地理科学与旅游学院;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, ;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, 乌鲁木齐;;乌鲁木齐, 新疆;;新疆 830054;;830054, 中国.; 靳万贵, 新疆师范大学地理科学与旅游学院;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, ;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, 乌鲁木齐;;乌鲁木齐, 新疆;;新疆 830054;;830054, 中国.; 麦麦提吐尔逊·艾则孜, 新疆师范大学地理科学与旅游学院;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, ;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, 乌鲁木齐;;乌鲁木齐, 新疆;;新疆 830054;;830054, 中国.; 牛芳鹏, 新疆师范大学地理科学与旅游学院;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, ;;新疆干旱区湖泊环境与资源实验室, 乌鲁木齐;;乌鲁木齐, 新疆;;新疆 830054;;830054, 中国.
推荐引用方式 GB/T 7714	赵慧,李新国,靳万贵,等. 博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层盐分离子含量高光谱估算模型[J]. 新疆师范大学,2021,34(4):1001-4829.
APA	赵慧,李新国,靳万贵,麦麦提吐尔逊·艾则孜,&牛芳鹏.(2021).博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层盐分离子含量高光谱估算模型.西南农业学报,34(4),1001-4829.
MLA	赵慧,et al."博斯腾湖湖滨绿洲土壤表层盐分离子含量高光谱估算模型".西南农业学报 34.4(2021):1001-4829.