基于改进植被指数的黄河口区盐渍土盐分遥感反演

• 作者: 王瑞燕 赵庚星 陈敬春 陈红艳 高明秀
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 盐分 遥感 支持向量机 植被指数 反演 黄河口
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 107-114
• 页数: 8页
• 分类号: S153|S127
• 字数: 7329字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.05.016

摘要

快速获取土壤盐分的含量、特征及空间分布信息是盐渍土治理、利用的客观需求。该文针对黄河三角洲盐渍土，以垦利县为例，基于Landsat 8 OLI多光谱影像，在传统植被指数的基础上引入短波红外波段进行扩展，提出了改进植被指数；然后基于改进前后对应的植被指数，分别采用多元逐步回归（multivariable linear regression，MLR）、反向传播神经网络（back propagation neural networks，BPNN）和支持向量机（support vector machine，SVM）方法构建土壤盐分含量的遥感反演模型，并进行模型验证、对比和优选；最后基于最佳模型进行研究区土壤盐分含量的空间分布反演和分析。结果显示：相对传统植被指数，扩展后植被指数可增强与土壤盐分的相关性，大幅降低指数间的多重共线性；采用上述3种方法建模，改进后模型的精度比改进前都有提高，验证集决定系数R2提高0.04～0.10，均方根误差RMSE降低0.13～0.73，相对分析误差RPD提高0.25～0.34，改进后模型RPD均大于2.0，普遍达到性能良好；对比3种建模方法，SVM建模精度最高，BPNN模型次之，MLR分析精度最低，最佳模型为基于改进植被指数的土壤盐分含量支持向量机反演模型，建模集R2和RMSE为0.75、3.48，验证集R2、RMSE和RPD为0.78、3.02和2.56，模型较为准确、可靠；基于该模型反演的研究区土壤盐分含量整体较高，盐渍化程度空间分布表现为自西南部农业生产区至东北沿海区域逐渐加重，与实地调查一致。研究表明基于Landsat 8 OLI多光谱影像，引入第7波段对植被指数进行改进，从而构建土壤盐分含量的支持向量机模型，可获得较好的土壤盐分空间分布反演结果。