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基于分数阶微分光谱指数的银川平原土壤含盐量反演

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土壤盐渍化是制约我国干旱半干旱地区农业生产、粮食安全和可持续性发展的重要因素之一.为探寻更优的高光谱数据反演土壤含盐量的方式,本研究以银川平原为研究区,以高光谱反射率和实测土壤含盐量为数据源,对原始反射率进行分数阶微分变换,利用二维光谱指数筛选敏感参量,建立土壤含盐量的多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)模型(样品n=133).结果表明:微分变换可以有效增强高光谱信息对土壤含盐量的响应,整数阶以1阶微分效果最优,相关系数为0.486;分数阶以0.9阶效果最优,相关系数为0.461;通过分数阶微分与二维光谱指数筛选的特征波段组合与土壤含盐量的相关性较一维波段更高;SVM模型的精度优于MLR模型,两种模型皆以1.1阶精度最佳,其中SVM模型验证决定系数(Rp2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.839、0.96和2.46;MLR模型Rp2、RMSE和RPD分别为0.730、1.32和1.79;通过反距离权重法的SVM插值图可以较好地预测银川平原的土壤含盐量状况.研究结果可为提高土壤含盐量的高光谱反演精度提供科学支撑,为盐碱地的准确诊断和改良利用提供基础.
Inversion of soil salinity in Yinchuan Plain based on fractional-order differential spectral index.

soil salinityfractional-order differentialspectral indexhyperspectrum

陈睿华、王怡婧、张俊华、尚天浩

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宁夏大学地理科学与规划学院,银川750021

宁夏大学生态环境学院,西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地/西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川750021

土壤含盐量 分数阶微分 光谱指数 高光谱

国家自然科学基金国家自然科学基金宁夏回族自治区重点研发计划

42067003420610472021BEG03002

2023

10.13292/j.1000-4890.202309.004

生态学杂志
中国生态学学会

生态学杂志

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.439
ISSN：1000-4890
年,卷(期)：2023.42(9)
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