[發明專利]一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法

在審

• 申請號: 202011620822.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112834446A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 戴慧敏;趙寧博;高鐵;趙英俊;秦凱
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局沈陽地質調查中心;核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發明屬于土壤質量評價技術領域，具體涉及一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法，該方法包括以下步驟：步驟1：獲取航空高光譜數據；步驟2：在步驟1獲取航空高光譜數據在地面開展土壤取樣的同時，在地面開展土壤取樣獲取地面數據；步驟3：根據步驟1和步驟2得到的數據對土壤質量指標進行高光譜反演；步驟4：利用層次分析法建立評價體系，獲得各項評價體系指標的權重；步驟5：綜合評分計算土壤質量；步驟6：將步驟5得到的土壤質量綜合評分結果可視化。本發明利用了多種航空高光譜傳感器，覆蓋了可見光?近紅外和熱紅外波段，發揮各類傳感器的優勢，提取了多種類型的土壤養分和環境指標，保障了評價結果的綜合性。

技術領域

本發明屬于土壤質量評價技術領域，具體涉及一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法。

背景技術

我國東北的黑土區是世界四大黑土區之一，土壤肥沃，有機質豐富，使得東北地區成為我國重要的糧食生產基地。但是近年來由于人類活動的影響，黑土地資源的保護利用面臨著巨大壓力，例如農業生產使黑土地的土層變薄，工業活動增加了土壤重金屬污染的風險等，因此為了科學地利用和保護黑土地，黑土地的質量評價工作變得尤為重要。目前黑土地的質量評價主要依靠地球化學調查，按照設定的比例尺進行取樣和分析，比例尺以1:25萬為主，少部分地區開展了1:5萬調查，目前的調查主要是大范圍區域上的調查，獲取土壤質量的宏觀分布特征，空間精度不高，同時調查工作的周期較長，時效性受到制約。隨著農業生產規劃和污染治理等工作越來越精細化，對重點地區土壤質量評價的空間精度和時效性提出了更高的要求。在此背景下，利用航空高光譜遙感技術來開展工作是一種合適的途徑，因為航空高光譜具有高空間分辨率和高光譜分辨率的優勢，但是目前航空高光譜技術在土壤質量評價領域尚無過多的經驗積累。

因此需要提供一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法，以解決現有技術存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法，能夠快速地在景觀尺度上對黑土地質量進行全面綜合的評價。

實現本發明目的的技術方案：

一種基于航空高光譜的黑土地質量綜合評價方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取航空高光譜數據；

步驟2：在步驟1獲取航空高光譜數據在地面開展土壤取樣的同時，在地面開展土壤取樣獲取地面數據；

步驟3：根據步驟1和步驟2得到的數據對土壤質量指標進行高光譜反演；

步驟4：利用層次分析法建立評價體系，獲得各項評價體系指標的權重；

步驟5：綜合評分計算土壤質量；

步驟6：將步驟5得到的土壤質量綜合評分結果可視化。

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開展航空高光譜數據采集；

步驟1.2，對步驟1.1得到的所有航空高光譜數據進行輻射校正和幾何校正，利用FLAASH大氣輻射傳輸模型對CASI/SASI數據進行大氣校正，獲得反射率數據；

步驟1.3，利用MODTRAN大氣輻射傳輸模型對TASI熱紅外數據進行大氣校正后進行溫度與發射率的分離，分別獲得溫度數據與發射率數據。

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。

所述的步驟2中樣品分析項目包括有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、硒、砷、鉻、鎘、汞、鉛。

所述的步驟3包括以下步驟：