基于高光谱遥感的滑坡体相对含水量研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pdswzjhxr
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随着滑坡体土壤水分含量的增加,滑坡土体抗剪强度随之减弱,因为孔隙水压力的增加会导致土壤强度的降低和应力的增加。现今,学者对滑坡的研究,日益重视潮湿的前期土壤水分条件和强降雨的共同作用,利用测量的土壤水分含量综合降雨数据来分析斜坡失稳。那么如何快速、高效的获取滑坡体土壤水分含量是需要深入探讨的问题。   如今利用遥感监测土壤水分有了长足的进展,特别是利用微波遥感和利用可见光-近红外、热红外遥感方面成效显著。随着高光谱遥感技术的发展与应用,其密集的光谱信息、近乎连续的光谱曲线越来越多的包含和反映地物属性。利用高光谱数据反演土壤水分是目前一个新的研究方向。采集光谱数据不可避免受到土壤类型、背景等因素的影响,利用光谱微分技术能在一定程度上消除线性或者非线性背景及噪声的影响。   本论文以高光谱遥感提取滑坡体土壤含水量信息为中心,采集秭归白水河滑坡土壤样品,进行室内光谱测量,获取滑坡体土壤样本在不同含水量下的光谱数据,利用最优波段提取、光谱微分技术、多元逐步回归分析等方法,对滑坡体土壤样本进行特征分析,分析土壤样本反射率及其变换形式与土壤水分之间的相关关系,通过相对反射率法、反射率一阶微分法与反射率倒数的对数的一阶微分法以及多元逐步回归分析的方法对滑坡体土壤水分进行反演。论文内容如下:   1、采集光谱数据,进行数据预处理与反射率形式变换,利用烘干法测定土壤水分含量。   2、根据光谱曲线变化趋势与形态,将光谱曲线分成7大区域,对高光谱数据进行降维。   3、对反射率及其变换形式与土壤水分含量进行相关性分析,提取整体或区域最大相关系数波段作为最优波段。   4、根据相对反射率,微分及多元逐步回归等方法建立模型并检验。   得出如下结论:   1、反射率及其变换形式的一阶微分能在一定程度上消除线性或者非线性背景和噪声的影响;2、反射率倒数的对数的变换形式所建立模型效果要好于没有变换的模型,印证土壤光谱反射率与土壤水分含量之间的非线性关系;3、反射率倒数的对数的一阶微分的多元逐步回归法在所有模型中拥有最好的预测效果,但总体而言所建立模型对低含水量水平预测效果建好,在土壤水分含量大于0-3(土壤质量含水量)时,模型的预测结果有高估的现象。
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