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基于反射光谱预测土壤重金属元素含量的研究
  • ISSN号:1007-4619
  • 期刊名称:《遥感学报》
  • 时间:0
  • 分类:X87[环境科学与工程—环境工程] TP79[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]南京大学地球科学系,江苏南京210093, [2]中国科学院遥感应用研究所,北京100101
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(编号:40371085).
中文摘要:

本文利用实验室实测的土壤反射光谱以及铅、镉、汞等重金属元素数据,进行土壤重金属元素含量快速预测的可行性研究。本文利用偏最小二乘回归方法,研究了反射率(R)、一阶微分(FDR)、反射率倒数的对数(1g(1/R))和波段深度(BD)等对预测精度的影响,对这几种光谱指标预测土壤重金属含量的能力进行了分析和评价,同时分析了多光谱数据估算土壤重金属元素含量的可行性。结果表明,反射率倒数的对数1g(1/R)是估算土壤重金属元素含量最好的光谱指标,尤其是Cd和Pb,检验精度R超过0.82。有机质、铁锰氧化物和黏土矿物对土壤重金属元素的吸附是可见光-近红外-短波红外光谱估算其含量的机理。多光谱数据同样具有估算土壤重金属元素含量的能力,但实际数据则要考虑多种因素的影响。

英文摘要:

This paper analyzed the possibility of reflectance spectra obtained under laboratory conditions for the assessment of Pb, Cd and Hg content in soil quickly. Besides original spectra(R) , several spectral indices were also calculated: first derivative reflectance spectra(FDR) , inverse-log spectra (1g( 1/R) ) and band depth (BD). Partial least square regression(PLSR) was used to develop calibrations between spectral indices data and content of soil elements. Coefficient of determination(R) and root-mean-square error(RMSE) were used as criteria for best model. The results show that: 1 ) 1g(1/R) is the best index to estimate soil heavy metal content, especially for Cd(R =0. 8221 ) and Pb( R = 0. 8612); 2) The mechanism for estimating soil heavy metal element content by VIS-NIR-SWIR spectra is the absorption function of organic matter, iron-manganese oxide, and clay minerals; 3) Simulated multi-spectral data have the good ability to estimate soil heavy metal elements content. While satisfactory results are obtained by laboratory spectra, more factors should be considered when using field data even satellite data.

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期刊信息
  • 《遥感学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地理学会环境遥感分会 中国科学院遥感应用研究所
  • 主编:顾行发
  • 地址:北京市安外大屯路中国科学院遥感与地球研究所
  • 邮编:100101
  • 邮箱:jrs@irsa.ac.cn
  • 电话:010-64806643
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4619
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3841/TP
  • 邮发代号:82-324
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16827