东北典型黑土区有机碳遥感定量反演研究

杨佳佳, 林楠, 于秀秀, 吴梦红, 王洋. 东北典型黑土区有机碳遥感定量反演研究[J]. 地质与资源, 2020, 29(4): 357-362. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2020.04.008
引用本文: 杨佳佳, 林楠, 于秀秀, 吴梦红, 王洋. 东北典型黑土区有机碳遥感定量反演研究[J]. 地质与资源, 2020, 29(4): 357-362. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2020.04.008
YANG Jia-jia, LIN Nan, YU Xiu-xiu, WU Meng-hong, WANG Yang. STUDY ON QUANTITATIVE INVERSION OF REMOTE SENSING FOR ORGANIC CARBON IN THE TYPICAL BLACK SOIL AREAS OF NORTHEAST CHINA[J]. Geology and Resources, 2020, 29(4): 357-362. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2020.04.008
Citation: YANG Jia-jia, LIN Nan, YU Xiu-xiu, WU Meng-hong, WANG Yang. STUDY ON QUANTITATIVE INVERSION OF REMOTE SENSING FOR ORGANIC CARBON IN THE TYPICAL BLACK SOIL AREAS OF NORTHEAST CHINA[J]. Geology and Resources, 2020, 29(4): 357-362. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2020.04.008

东北典型黑土区有机碳遥感定量反演研究

  • 基金项目:
    中国地质调查局“东北黑土地1:25万土地质量地球化学调查”项目(编号DD20160316)
详细信息
    作者简介: 杨佳佳(1984-), 男, 博士, 高级工程师, 主要从事遥感应用方面的研究, 通信地址  辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号, E-mail//haixianxiaomei@163.com
  • 中图分类号: TP751.1

STUDY ON QUANTITATIVE INVERSION OF REMOTE SENSING FOR ORGANIC CARBON IN THE TYPICAL BLACK SOIL AREAS OF NORTHEAST CHINA

  • 利用多元逐步回归分析法,结合Landsat8 OLI遥感数据对该地区土壤有机碳进行定量反演.试验采集了164个土壤样品,通过3倍标准差准则对样品进行奇异点去除及数据集划分,其中120个样品作为训练集,44个样品作为验证集,建立土壤有机碳的多元逐步回归预测模型.结果表明:有机碳与Landsat8各波段反射率均显著相关;黑土有机碳光谱预测最优模型以倒数为自变量模型最优,决定系数R2=0.180,均方根误差RMSE=0.558,海伦地区适于Corg含量遥感反演,预测模型稳定性好,可以用于揭示黑土典型区Corg含量的空间分布特征.同时认为在不对土壤进行地面光谱测试的情况下,直接采用化学分析数据与遥感卫星相关联的方法预测模型拟合度有限,光谱对有机碳可解释性较低.

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  • 图 1  研究区采样点分布图

    Figure 1. 

    图 2  土壤光谱反射率倒数变换与Corg含量散点图

    Figure 2. 

    图 3  水体、冲沟以及建筑用地掩膜信息

    Figure 3. 

    图 4  研究区土壤有机碳含量分布图

    Figure 4. 

    表 1  黑土样本集划分后的描述性统计

    Table 1.  Descriptive statistics of black soil samples by set division

    样本集个数Corg/10-3
    最小值最大值均值标准差
    训练集1201.074.192.641.33
    验证集441.243.692.711.42
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    表 2  土壤光谱反射率及变换形式与有机碳含量的特征波段及其相关系数

    Table 2.  Characteristic bands and correlation coefficients of organic carbon content for soil spectral reflectance and variation forms

    RlgRR1/R
    波段相关系数波段相关系数波段相关系数波段相关系数
    1-0.349**1-0.346**1-0.17610.388**
    2-0.313**2-0.332**2-0.268**20.357**
    3-0.306**3-0.328**3-0.259**30.313**
    4-0.295**4-0.320**4-0.271**40.263**
    5-0.299**5-0.327**5-0.1650.383**
    6-0.312**6-0.343**60.06260.357**
    7-0.354**7-0.329**7-0.17670.361**
    **p<0.01
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    表 3  多元逐步回归模型评价指标分析结果

    Table 3.  Analysis results of evaluation indexes for multiple stepwise regression model

    评价指标非标准化系数tpVIFR2F
    B标准误差
    常数1.6440.16310.0690.000**-0.18F(2,117)=12.833,p=0.000
    倒数B10.0560.0143.9750.000**4.559
    倒数B4-0.0380.018-2.040.044*4.559
    n=120.因变量:Corg. D-W值:1.725. *p < 0.05,**p < 0.01.
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出版历程
收稿日期:  2020-02-26
修回日期:  2020-03-31
刊出日期:  2020-08-28

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