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土壤盐渍化受自然因素与人为因素的共同影响,它不仅造成了土地资源的浪费,也阻碍了农作物的生长与农业可持续发展。对盐渍土及时有效的监测和防治对土地资源和生态环境的保护至关重要。高光谱技术具有快速、无损、信息量大等在精细波段获取地物信息的优势,盐渍土的高光谱特征是实现盐渍土大面积遥感监测的基础,也是借助物联网实现盐渍土无损、快速监测预警的重要内容。盐渍土盐分含量的动态变化及其光谱特征变化是利用遥感技术在区域尺度上进行盐渍土监测与修复效果评价的重要基础工作。为研究盐分因子含量的变化及其光谱特征,本研究借助盐渍土微生物修复的过程,供试土壤有两种:分别为山东东营滨海盐渍土与上海嘉定大棚盐渍土,用同步实测的土壤盐分因子含量和光谱数据,详细分析比较了34种光谱变换对修复过程中盐渍土光谱特征的影响。对于各盐分因子选取的较好的光谱变换数据集,分别以相关系数的极值、不同相关系数范围和间隔偏最小二乘3种方法分析其最佳敏感波段范围,深入分析了不同变换下土壤的光谱响应特征。在此基础上,运用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)方法,基于全波段(400-1650nm)和分析获得的最佳敏感波段建立了基于修复过程的土壤盐分因子含量和光谱反射率的关系模型。本研究得到如下结论:(1)山东东营滨海盐渍土与上海嘉定大棚盐渍土的不同盐含量的土样光谱曲线在总体形态上基本相似:在400-760nm波段范围内,土壤反射率呈现明显的上升趋势,在760-1650nm波段范围内,土壤光谱反射率增长速度趋于平缓,在原始光谱曲线上能清晰识别在1411.90nm处的水分吸收谷;对原始光谱曲线进行连续统去除和一阶微分变换放大并增加了光谱的吸收特征:不同盐渍化程度的山东东营盐渍土的光谱曲线特征波段:442.48nm、472.96nm、485.83nm、558.59nm、907.92nm、1059.47nm、1397.67nm、1411.90nm和1419nm;不同盐渍化程度的上海嘉定盐渍土的光谱曲线特征波段:432.49nm、485.83nm、647.40nm、689.74nm、739.23nm、844.62nm、1397.67nm、1411.90nm和1419nm。(2)盐渍土光谱反射率对盐渍土主导盐分因子含量的变化具有较好的指示作用,山东东营滨海盐渍土的盐含量与全波段平均反射率在修复30-50天的变化趋势几乎一致;上海嘉定大棚盐渍土中的硝酸根离子含量与775-899nm和1025-1149nm波段范围的平均反射率在修复7-74天的一致性较好。随着修复过程中盐分含量的降低,两种类型盐渍土的光谱反射率也随之降低。(3)光谱变换处理使土壤盐分因子含量与光谱反射数据的相关性明显增强,且最佳敏感波段范围进一步聚焦。本研究得到最佳光谱变换为微分变换,山东东营滨海盐渍土:对平滑后的光谱数据基于简单数学变换后再进行的微分变换较好地提高了土壤盐含量与光谱数据的相关性;上海嘉定大棚盐渍土:对原始光谱数据一阶微分变换与土壤硝酸根离子含量的相关性最好。(4)最佳波段的提取可以减少自变量个数从而简化土壤盐分因子含量的反演模型,本文采用不同相关系数法、相关系数极值法和间隔偏最小二乘法提取土壤盐分的最佳敏感波段。山东东营滨海盐渍土:采取前两种方法选出的土壤各变换光谱反射率与土壤盐含量的最佳敏感波段主要聚集在947.11-949.31nm、1340.27nm、1394.11nm、1457.81-1461.31nm、1537.68-1551.39nm和1602.32nm波段范围;上海嘉定大棚盐渍土:采取后两种方法提取不同光谱变换下土壤盐分的最佳敏感波段,土壤硝酸根离子含量最佳敏感波段范围交集为844.50nm和846.18nm,土壤盐含量最佳波段范围则聚集在1408.35nm、1411.9nm和1415.45nm。(5)分别以最佳敏感波段和全波段的光谱反射率为自变量,通过PLSR分别对本研究两种类型的盐渍土的盐分因子含量进行反演,以模型评价参数的决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)作为选择最佳模型的标准。经过分析比较,山东东营滨海盐渍土:基于全波段的PLSR模型效果总体上稍优于最佳敏感波段的模型,其中以SGSD的模型精度最为突出,其模型的R_p~2与RMSEP分别为0.673、1.256。上海嘉定大棚盐渍土:利用原始光谱反射率一阶微分变换下提取的最佳敏感波段775-899nm和1025-1149nm为自变量,建立PLSR的土壤硝酸根离子含量的最佳敏感波段反演模型最优,R_p~2与RMSEP分别为0.962和0.057;利用光谱反射率倒数的对数变换提取的最佳敏感波段778-840nm和1471-1533nm为自变量,建立的PLSR的土壤盐含量的最佳波段反演模型最优,R_p~2和RMSEP分别为0.962和0.868。总之,基于盐渍土修复过程对土壤盐分含量及其光谱特征关系的定量研究,对于盐渍土的光谱特征及盐渍土修复过程中的监测和检测有着重要科学意义,取得的成果可为进一步实现盐渍土中盐分因子含量快速定量分析提供方法和数据参考。