[發(fā)明專利]一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011620822.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112834446A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴慧敏;趙寧博;高鐵;趙英俊;秦凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心;核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

1.一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取航空高光譜數(shù)據(jù)；

步驟2：在步驟1獲取航空高光譜數(shù)據(jù)在地面開展土壤取樣的同時(shí)，在地面開展土壤取樣獲取地面數(shù)據(jù)；

步驟3：根據(jù)步驟1和步驟2得到的數(shù)據(jù)對(duì)土壤質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行高光譜反演；

步驟4：利用層次分析法建立評(píng)價(jià)體系，獲得各項(xiàng)評(píng)價(jià)體系指標(biāo)的權(quán)重；

步驟5：綜合評(píng)分計(jì)算土壤質(zhì)量；

步驟6：將步驟5得到的土壤質(zhì)量綜合評(píng)分結(jié)果可視化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟1包括以下步驟：

步驟1.1，采用傳感器在研究區(qū)開展航空高光譜數(shù)據(jù)采集；

步驟1.2，對(duì)步驟1.1得到的所有航空高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正和幾何校正，利用FLAASH大氣輻射傳輸模型對(duì)CASI/SASI數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正，獲得反射率數(shù)據(jù)；

步驟1.3，利用MODTRAN大氣輻射傳輸模型對(duì)TASI熱紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正后進(jìn)行溫度與發(fā)射率的分離，分別獲得溫度數(shù)據(jù)與發(fā)射率數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟1.1中采用的傳感器類型為CASI/SASI/TASI航空高光譜傳感器，覆蓋可見光、近紅外和熱紅外波段。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟2中樣品分析項(xiàng)目包括有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、硒、砷、鉻、鎘、汞、鉛。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟3包括以下步驟：

步驟3.1，將步驟2中采樣點(diǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的分析數(shù)據(jù)作為因變量，步驟1中處理獲得的CASI/SASI反射率數(shù)據(jù)作為自變量，利用偏最小二乘法建立各指標(biāo)的反演模型，獲得相應(yīng)的反演數(shù)據(jù)；

步驟3.2，利用步驟1中獲得的TASI發(fā)射率數(shù)據(jù)提取土壤鹽堿化和沙化信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟3.2中提取方法是利用ENVI軟件中的“沙漏模型”，根據(jù)礦物的光譜吸收特征進(jìn)行信息提取，其中根據(jù)硫酸鹽礦物在8.8μm處的吸收峰提取鹽堿化信息，根據(jù)二氧化硅在8.6-9.7μm處的強(qiáng)吸收帶和8-8.6μm處的弱吸收帶提取沙化信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟4中評(píng)價(jià)體系指標(biāo)分為兩大類，包括土壤養(yǎng)分指標(biāo)和土壤環(huán)境指標(biāo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟4中土壤養(yǎng)分指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、硒。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟4中土壤環(huán)境指標(biāo)包括砷、鉻、鎘、汞、鉛、鹽堿化、沙化。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟5利用研究區(qū)的地塊作為評(píng)價(jià)單元，將矢量格式的地塊數(shù)據(jù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)的反演柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行空間連接，以地塊為單元進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)的算數(shù)平均值統(tǒng)計(jì)，采用單個(gè)地塊內(nèi)反演數(shù)據(jù)的均值來代表該地塊的指標(biāo)含量，依次進(jìn)行每項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，然后基于各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，將每項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分結(jié)果與步驟4中得到的對(duì)應(yīng)權(quán)重進(jìn)行相乘，最后將各指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果求和后作為研究區(qū)土壤質(zhì)量的綜合評(píng)分。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種基于航空高光譜的黑土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的步驟6中將步驟5得到的土壤質(zhì)量綜合評(píng)分按照質(zhì)量由高到低分為五個(gè)等級(jí)，分別是一級(jí)(≥0.8-1分)、二級(jí)(≥0.6-0.8分)、三級(jí)(≥0.4-0.6分)、四級(jí)(≥0.2-0.4分)、五級(jí)(≥0-0.2分)，以實(shí)際地塊為單元進(jìn)行土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)劃分與成圖，即可獲得研究區(qū)土壤綜合質(zhì)量的空間分布結(jié)果。