基于地形校正后Landsat 8的土壤重金属反演研究

论文摘要

为快速地了解玛纳斯流域土壤中重金属的污染状况和潜在生态风险,在Landsat 8 OLI的基础上引入DEM数据进行地形校正,同时对地形校正后的反射率进行倒数、导数和对数等数学变换,从每种变换中筛选出与土壤各重金属相关性最高的波段构建土壤各重金属PLSR预测模型,并对研究区土壤重金属分布情况进行探索,并利用生态风险评价方法对研究区进行预警。结果表明:在Landsat 8的基础上,引入DEM数据对反射率进行地形校正,以B1波段反射率和重金属Cu为例,经过地形校正后的反射率值与实测土壤表层Cu含量的R2从0.46提高至0.52,表明地形校正后的表观反射率能够更好地反映土壤重金属状况;利用土壤各重金属的最佳预测模型分别反演相应的土壤重金属含量,并引入土壤重金属生态风险指数用于评价研究区的土壤重金属生态风险,研究表明土壤重金属风险等级总体上呈现从西南方向至东北方向逐渐减弱的趋势,其生态风险排序为恢复区(C区)>退化区(B区)>湖泊入湖口(A区);为了验证基于遥感的土壤重金属生态风险预警的预测精度,将研究区土壤重金属含量实测数据也通过重金属生态风险指数进行计算,两者结果较为一致,表明可以用遥感的手段来反演该研究区的重金属分布情况,同时研究区土壤重金属污染总体上处于轻警以上级别,生态服务功能已开始退化,应该加强对该地区的重金属污染进行治理。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 研究区概况
•   1.2 数据来源及数据处理
•   1.3 PLSR模型的建立与验证
•   1.4 生态风险预警评估方法
• 2 结果与分析
•   2.1 反射率的地形校正
•   2.2 土壤反射率 （反射率变换形式） 与土壤各重金属含量相关性分析
•   2.3 土壤重金属反演模型建立与检验
•     2.3.1 单波段反演模型建立与检验
•     2.3.2 PLSR反演模型的建立与检验
•   2.4 土壤重金属空间分布格局及生态风险预警评估
•     2.4.1 土壤重金属风险空间分布
•     2.4.2 基于实测数据生态风险预警评估
• 3 结论与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王海潇,王勇辉

关键词: 土壤重金属,地形校正,预警评估

来源: 干旱地区农业研究 2019年01期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 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

基金: 新疆维吾尔自治区科技计划项目:玛纳斯湖退化湿地生态恢复研究(201533109),自治区重点实验室开放课题:艾比湖湿地有机碳库研究(2016D03007),新疆师范大学博士启动基金:博斯腾湖北岸土壤地磁特性与重金属含量关系研究(xjnubs1523)

分类号: X53

页码: 11-17

总页数: 7

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