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随着城市化进程的加快,工业区在推动城市经济发展的同时,工业活动产生的污染物直接或间接地进入城市和周边地区的土壤,使土壤环境问题日益严峻。开展工业区内土壤污染环境监测,有利于改善土壤环境,为土壤污染防治提供科学依据。本文主要以上海市闵行区西南部工业区为研究对象,分析工业区内土壤磁学参数的统计特征及其空间变异特征,在土壤光谱微分变换的基础上,通过相关性分析,选取相关性水平在0.01以上的特征波段,应用线性（多元线性逐步回归模型和最小二乘回归模型）和非线性（BP人工神经网络模型）,建立土壤磁学参数的高光谱反演模型。根据模型的精确性和稳定性,选出最优拟合模型,为快捷有效的预测城市土壤磁学参数的变化提供方法,为城市环境污染监测提供技术支持。主要结论如下:（1）土壤磁学参数统计特征分析得知,工业区内土壤磁性矿物含量较高。土壤磁性矿物以亚铁磁性矿物为主。土壤磁性矿物颗粒主要以较粗的铁磁晶粒单畴（SD）和多畴（MD）为主,含有少量的超顺磁颗粒（SP）且主要受人为源因素影响,土壤磁性增强显著。（2）通过半方差函数拟合可以得出,χlf、SIRM、HIRM、χarm/χlf、χarm/SIRM采用指数模型拟合效果较好,χfd%采用球状模型拟合效果较好。χarm采用高斯模型拟合效果较好。块金系数均大于25%,其中χlf、SIRM、HIRM、χfd%、χarm、χarm/χlf、χarm/SIRM、SIRM/χlf的块金系数分别为0.6、0.58、0.5、0.70、0.68、0.74、0.67、0.61,呈中等自相关性,其变异特征是由结构性因素和随机性因素共同引起的。分析土壤磁学参数空间插值图可知,χlf和SIRM、SIRM/χlf具有相似的空间变化特征。高值区均出现在东北部,闵行经济技术开发区绿春路与北斗路附近,附近主要有电站设备、医疗产业、轨道交通、拉链厂、重型机械厂等,工业活动比较密集,土壤磁学参数的高值与该工业区生产活动有关。低值区出现在南部,附近主要是居民住宅区,居民生活产生的磁性矿物较少,土壤磁学参数值较低。（3）在可见光-近红外波段范围内,工业区土壤样品光谱曲线形态较为相似,均属于缓斜型。为了消除光谱中的“毛刺”噪声,使光谱信息更接近于真实信息,对土壤光谱曲线进行平滑处理,平滑后的光谱曲线毛躁度降低,曲线更加平滑。在380-600nm之间光谱曲线斜率较大,形状较陡,在1400nm附近增加较为缓慢。（4）为消除原始光谱背景噪声的影响,有效突出光谱曲线的特征波段,对研究区光谱曲线进行一阶微分、二阶微分、对数一阶微分、对数二阶微分、倒数一阶微分、倒数二阶微分变换处理,微分变换处理后,光谱曲线在可见光350-520nm和近红外区域土壤光谱曲线波段峰谷信息增多较为明显,尤其1034nm附近,波段峰谷信息最为明显。微分变换后土壤光谱反射率与低频磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率的相关性有了明显提高,特征波段明显增强。皮尔森相关性分析结果显示,低频磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率与光谱反射率的特征波段均出现在近红外波段,1034nm-1408nm附近。（5）对低频磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率和土壤光谱反射率进行多元线性逐步回归分析,结果显示,采用光谱一阶微分变换与低频磁化率的建模效果最优,最优模型涉及波段主要在光谱铁氧化物弱吸收峰附近;采用光谱倒数一阶微分变换与饱和等温剩磁的建模效果最优,最优模型的光谱自变量主要位于铁谱带的弱吸收峰附近;非磁滞剩磁的特征波段主要位于829nm附近,受土壤有机质的影响,建模效果不理想。（6）对低频磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率和土壤光谱反射率进行BP人工神经网络分析,结果显示,采用光谱对数二阶微分变换与低频磁化率建模效果最优,模型预测误差在-5～5之间波动;采用光谱对数一阶微分变换与饱和等温剩磁建模效果最优,模型预测误差在-10～2之间波动;采用光谱一阶微分变换与非磁滞剩磁磁化率的建模效果最优,模型预测误差在-3～1之间波动。（7）对低频磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率和土壤光谱反射率进行偏最小二乘回归分析,结果显示,采用光谱对数一阶微分变换与低频磁化率的建模效果最优,决定系数R2达0.58,均方根误差也较小,模型的拟合程度较好;采用光谱倒数二阶微分变换与饱和等温剩磁建模效果最优,建模集跟验证集的R2均较高,模型的稳定性跟预测性较为理想;非磁滞剩磁磁化率主要受土壤有机质含量的影响,建模效果不理想。（8）对不同的建模方法进行比较:低频磁化率和饱和等温剩磁采用多元线性逐步回归模型离散程度均小于BP人工神经网络和偏最小二乘回归模型,利用多元线性逐步回归模反演土壤磁学参数低频磁化率、饱和等温剩磁的适用性较高。非磁滞剩磁磁化率的BP人工神经网络模型相对于多元线性逐步回归模型和偏最小二乘模型,拟合效果均较好,离散程度较低,BP人工神经网络模型反演非磁滞剩磁磁化率的适用性更好。