国家自然科学基金(41001129)
- 作品数：9 被引量：52H指数：5
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- 典型龟裂碱土土壤光谱特征影响因素研究被引量：14
- 2014年
- 为了提高基于土壤光谱特征预测土壤盐渍化程度的准确性,需要研究土壤光谱特征的因素影响。该文通过对野外、室内预处理、不同含水率、粒径和粗糙度条件下龟裂碱土表层土壤光谱的测定,系统研究了不同因素对龟裂碱土光谱特征的影响。结果表明：土壤碱化程度越强表层土壤光谱反射率越高,在450~925 nm范围内,碱土表层野外光谱反射率比重度、中度、轻度碱化土壤和非碱化土壤野外光谱反射率高7.36%、23.18%、32.10%和39.97%;765、945和974 nm附近是龟裂碱土盐渍化信息的敏感波段;相同土壤经过室内预处理后反射率明显低于野外土壤,且预处理后不同碱化程度土壤间光谱反射率差异也小于野外光谱。土壤含水率较低时,随着土壤含水率的增加土壤光谱反射率逐渐降低,但当含水率高于田间持水率时土壤反射率随土壤含水率的增加而增加,在整个研究波段含水率为26.45%时土壤反射率较含水率为22.33%和25.39%的反射率平均分别升高39.68%和19.79%。土壤粒径越小反射率越高,较大粒径土壤在760~768 nm形成独特的＂双峰＂现象。土壤粒径越大反射率受表面粗糙度的影响越小,且土壤表面越粗糙光谱吸收率越大。整体来讲,在450~1000 nm波段范围内,不同碱化程度的龟裂碱土野外表层土壤光谱特征差异显著;室内经过预处理后的龟裂碱土土壤光谱特征差异主要取决于土壤含水率,而碱化程度和土壤表面粗糙度的变化对其影响较小。该研究可以为龟裂碱土盐渍化信息的准确预测提供科学依据。
- 张俊华马天成贾科利
- 关键词：土壤盐分光谱分析影响因素含水率粒径
- 不同碱化程度土壤对其上覆植被冠层光谱特征的影响被引量：6
- 2014年
- 通过实地光谱测量，研究了不同碱化程度土壤上向日葵在不同生育期冠层光谱反射率、红边参数及与对应的土壤碱化度和pH之间的关系。结果表明，不同碱化程度土壤上向日葵生育期冠层反射光谱具有绿色植物的光谱反射特征，随着向日葵生育期的推进，向日葵冠层光谱反射率逐渐增大，到开花期在809 nm处形成一个高的反射峰。在近红外短波范围，向日葵光谱反射率随碱化程度的减轻而增大。用红边一阶微分光谱特征参数分析，向日葵冠层反射光谱红边位置在整个生育期处于702～720 nm之间，并随着碱化程度的加重，红边位置和红边斜率呈“蓝移”现象；而在同一碱化程度水平上，随向日葵生育期的推进，红边位置和红边斜率均出现先“红移”后“蓝移”的现象。相关分析和回归分析显示，土壤碱化度、pH与红边位置均呈极显著正相关和二次多项式关系， R2值分别为0.7456和0.6153。
- 贾科利张俊华
- 关键词：光谱反射率红边参数向日葵
- 典型龟裂碱土土壤水分光谱特征及预测被引量：13
- 2015年
- 以不同含水量的宁夏典型龟裂碱土为研究对象,系统分析了土壤光谱与土壤含水量的相关性,并建立了含水量预测模型.结果表明：随着含水量的增加,土壤光谱反射率逐渐降低,当土壤含水量高于田间持水量时,土壤光谱反射率随着含水量的增加呈增加趋势.土壤光谱反射率原始数据（r）、平滑后的反射率（R）和反射率对数（lgR）与龟裂碱土水分含量呈极显著负相关关系,整个波段R与土壤水分含量的相关系数平均比r和lgR分别高0.0013和0.0397;反射率倒数（1/R）和反射率倒数的对数[lg（1/R）]2种变换形式与龟裂碱土水分含量呈正相关关系,在950-1000 nm的相关系数平均比400-950 nm高0.2350;3种一阶微分变换形式与土壤水分的相关性不稳定.基于r、lg（1/R）、反射率的一阶微分R＇和反射率对数的一阶微分（lgR）＇采用不同回归模式建立的龟裂碱土含水量预测模型平均决定系数分别为0.7610、0.8184、0.8524和0.8255,其中R＇的幂函数模式决定系数高达0.9447,该模型预测的土壤含水量与室内实测值拟合度为0.8279,说明该模型预测精度最高,采用r建立的模型预测精度最低.研究结果可为龟裂碱土含水量预测和当地农田灌溉提供科学依据.
- 张俊华贾科利
- 关键词：水分含量光谱特征
- 基于土壤光谱特征的宁夏银北地区盐碱地盐分预测研究被引量：5
- 2013年
- 对宁夏回族自治区银北地区盐碱地野外土壤表层光谱反射率和土壤全盐及盐分进行定量分析,筛选出各土壤盐分指标的敏感波段,然后采用全回归和逐步回归的方法建立各盐分的预测模型。结果表明:表层土壤高光谱反射率r,及其平滑去嗓处理后的值R,lg(R)与全盐含量呈极显著正相关关系,1/R,lg(1/R)与全盐呈极显著负相关关系,(R)′和〔lg(1/R)〕′在特定单波段处表现较佳;土壤表层光谱反射率与CO2-3的相关性最强,其次是SO2-4;土壤光谱反射率与Na+的相关性在各种变换方法下均较强,其次为Mg2+,与Ca2+的相关性最弱。基于R的逐步回归方程为全盐含量预测的最佳模型;基于土壤光谱反射率拟合土壤CO2-3的准确度略高于对土壤HCO-3;敏感波段估测土壤SO2-4含量的决定系数明显高于其他阴离子;采用〔lg(1/R)〕′逐步回归得到的方程拟合土壤Na+,K+和Mg2+含量相对于其他变换方式效果更理想。预测模型中对土壤全盐和Na+的模型精度较高,预测能力强;光谱对土壤SO2-4和Mg2+的预测能力也较强;对土壤Cl-和Ca2+的预测稳定性、预测能力和精度都较差。
- 张俊华秦君琴李明
- 关键词：光谱特征盐分
- 长期定位施肥条件下作物光谱特征及养分吸收量预测被引量：4
- 2014年
- 为了明确不同施肥条件下典型生育期冬小麦和夏玉米冠层光谱特征差异,该研究以长期定位施肥试验为研究对象,在确定典型生育期作物冠层光谱反射率与收获期作物地上部分主要养分吸收量相关性的基础上,建立收获期作物主要养分吸收量预测模型。结果表明,可见光波段相似生育期夏玉米冠层光谱反射率与冬小麦相近,但在近红外区域平均高于冬小麦8.42%。生育中期2种作物秸秆、籽粒及地上部分氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收量与冠层光谱反射率在可见光波段普遍呈极显著负相关关系,在近红外波段呈极显著正相关关系。全生育期夏玉米冠层光谱反射率与作物吸氮量的相关系数在可见光波段基本持平,但在近红外波段平均高于冬小麦0.4152。全生育期夏玉米冠层反射率与地上部分吸磷量的相关系数在可见光波段和近红外区域较冬小麦平均分别低0.3621和0.2072。全生育期夏玉米冠层光谱反射率与地上部分吸钾量相关系数在可见光波段平均低于冬小麦0.1270,在近红外波段高于冬小麦0.0341。除夏玉米吸磷量外,基于冬小麦和夏玉米典型生育期冠层光谱反射率建立的模型均可准确预测收获期作物主要养分吸收量,且对冬小麦养分吸收量的预测精度略高于夏玉米,该结论可以为黄淮海地区冬小麦和夏玉米的长势监测和肥料管理提供科学依据。
- 张俊华张佳宝
- 关键词：养分冠层光谱
- 基于水稻冠层NDVI的土壤盐碱化信息预测研究被引量：3
- 2011年
- 通过测定不同盐碱化程度土壤上覆植被光谱特征和土壤的盐碱化指标,探讨了通过上覆植被光谱与土壤盐碱化信息的关系。试验结果表明,水稻冠层归一化植被指数(NDVI)从返青期到孕穗期逐渐增大,孕穗期达到最大,然后开始下降;水稻全生育期冠层NDVI与土壤表层全盐、电导率(EC)呈显著相关(相关系数平均分别为0.608 2和0.623 9),孕穗期相关性达到最强;除返青期外,其它时期水稻冠层NDVI与土壤Na++K+呈极显著相关关系(平均相关系数为0.564 8);全生育期水稻冠层NDVI与土壤HCO3-,Cl-,SO24-,Ca2+和Mg2+的相关性很差或不稳定,所以从分蘖期到乳熟期,根据冠层NDVI可以较准确地估测土壤全盐、EC和Na++K+,但不能准确估测土壤中的其它监基离子。
- 张俊华贾科利
- 关键词：盐碱土NDVI
- 典型龟裂碱土光谱特征分析及碱化程度预测被引量：2
- 2013年
- 以宁夏银北地区典型龟裂碱土为研究对象,表层土壤光谱反射率选择平滑、倒数等7种数据处理方式,采用全回归、逐步回归和偏最小二乘三种回归方法,分析龟裂碱土光谱特征,筛选对土壤pH值和ESP的敏感波段,建立龟裂碱土碱化信息的预测模型。结果表明:龟裂碱土的光谱反射曲线属于缓斜型;土壤表层反射率与土壤pH值和ESP在研究波段内均呈极显著正相关关系;反射率倒数对数的一阶微分和反射率的一阶微分在特征波段范围表现较好;反射率与土壤pH值的相关性优于与土壤ESP的相关性。从拟合度和选用敏感波段的多少整体考虑,采用偏最小二乘回归来拟合土壤pH值和ESP的方程最佳,拟合度分别达到0.93和0.8367。
- 贾科利张俊华秦君琴
- 关键词：光谱特征
- 基于水稻冠层植被指数的龟裂碱土盐碱化信息预测研究被引量：4
- 2012年
- 土壤盐碱化是危及农业生产的重大生态环境问题,遥感技术可以通过植被冠层光谱来估测土壤的盐碱化程度。试验结果表明:土壤pH与ESP(exchangeable sodium saturation percentage)之间有极显著相关关系;随着生育期的推移,水稻冠层NDVI逐渐增大,RVI逐渐减小,孕穗期水稻冠层NDVI值最高,RVI值最低。从拔节期到乳熟期的水稻冠层NDVI和RVI与相应时期的土壤pH和ESP都有较好的相关性,而且随着作物生长期的延伸,NDVI估测土壤pH和ESP的准确性有增加的趋势;返青期和分蘖期相关性不稳定。NDVI和RVI对pH和ESP估测的精度无显著性差异,但NDVI对ESP的估测效果更好一些。所以,从拔节期到乳熟期,通过水稻冠层植被指数可以较准确地预测龟裂碱土的碱化程度。
- 贾科利张俊华
- 关键词：ESPNDVIRVI
- 龟裂碱土对植被冠层光谱特征及长势预测的影响被引量：6
- 2013年
- 为了通过统一土壤背景来量化龟裂碱土对其上覆植被冠层光谱的影响,通过野外原位测定,系统分析了龟裂碱土上覆植被在自然和覆盖条件下5个典型生育期冠层光谱特征、光谱反射率与叶片叶绿素值和叶面积指数(leafarea index,LAI)之间的关系,进而建立了不同条件下2个生理指标的预测模型。结果表明:覆盖条件下向日葵三对叶期冠层光谱反射率较自然条件下在400～520和1027～1130nm平均降低了0.10,在521～1026nm平均降低了0.18;其他生育期覆盖条件下冠层光谱反射率较自然条件下在可见光波段下降,在近红外区域增加(其中七对叶期在720～1050nm平均增幅为11.29%)。自然条件下三对叶期冠层光谱反射率与叶绿素值和LAI平均相关系数分别为0.68和0.47,开花期、乳熟期光谱反射率与叶绿素值和LAI与三对叶期相关性相似;其他2个生育期冠层光谱反射率自然条件下在可见光波段与2个生理指标平均相关系数分别为-0.27和-0.52,在近红外区域分别为0.53和0.69,覆盖条件下相关系数明显高于自然条件。三对叶期建立的叶片叶绿素值和LAI预测方程决定系数最小,现蕾期最大。除三对叶期外,其他时期对2个生理指标的预测模型的拟合度都较高(RSPAD为0.61～0.88,RLAI为0.72～0.92),预测能力也较强;引入土壤pH值可以增强模型的稳定性和预测能力。研究结果可为该地区龟裂碱土上覆植被长势估测提供理论依据。
- 张俊华贾科利李明
- 关键词：光谱分析
