土地开发整理区土壤质量遥感定量评价研究

【摘要】我国当前开展的土地开发整理是党中央国务院根据我国现阶段经济发展水平做出的战略决策,其中耕地保护,提高耕地土壤质量是一个重要方面。随着不同级别的土地开发整理项目的开展,对于土地开发整理项目的验收评价,尤其是项目完成后土壤质量的定量评价,变得越来越重要。目前对土地开发整理后土壤质量评价工作做的很少,一方面是土壤质量评价标准尚未统一,另一方面是进行土壤质量评价需要很大的人力物力财力和时间,所以这项工作很少很难深入开展。遥感技术以其快速、准确、经济、可周期性观测等优点,在土壤有机质监测、土壤水分监测、土地利用变化监测、植被指数监测等方面的成功运用,为土地开发整理工作中的土壤质量评价提供了新的思路和技术保障。依据《土地开发整理项目验收规程》(TD/T1013—2000)和《全国第二次土壤普查技术规程》,本文提出并建立涵括土壤物理指标、化学指标、生物指标等方面的土地开发整理区土壤质量遥感定量评价指标体系,对土壤有机质含量、地表温度、蒸散量、土壤水分、土壤侵蚀、植被指数盖度等进行提取,该体系将为土地开发整理项目验收及土壤质量评价提供理论和技术的支持,同时利用遥感技术对土地开发整理后土壤质量评价也是一个新的研究领域,将丰富我国土地整理理论,促进数字农业和精准农业的发展。土壤有机质是反映土壤肥力的重要指标。本文以SPOT,TM/ETM多光谱影像为数据源,进行星地同步实验、采集土样以及测定分析处理土样光谱曲线,建立多光谱遥感影像与土壤有机质定量多项式及BP神经网络反演模型,模型反演精度高,可推广应用,反演结果表明土壤肥力提高而且分布均匀,与土样测定结果相符,土地整理效果显著,克服了传统人工采样的费时费力的弊端。研究证明在湖南丘陵区土壤有机质等成分与实测样本点反射率、影像样本点反射率均有对应的拟合关系,尤其是在红光、近红外波段拟合效果最好,拟合度达到0.8以上温度、蒸散量与土壤质量密切相关,本研究结合SEBAL模型,利用TM/ETM遥感数据对湖南丘陵区的土地开发整理项目区的地表温度、蒸散量在空间分布进行了探索,实验表明,SEBAL模型可以合理、有效地绘制出研究区的土壤温度、蒸散量分布图,反演结果真实有效。这是首次利用地表温度、蒸散量来反演土地开发整理区的土壤质量。植被指数与土壤侵蚀程度是决定土壤质量的重要指标。本文利用面向对象技术对湖南丘陵区的土地开发整理项目区进行土地利用类型遥感识别,提出TM影像提取植被指数算法研究,对实验区的植被指数进行解译,利用3S技术分析土地利用动态变化、土壤侵蚀动态变化以及土壤侵蚀变化与土壤质量之间的关系。研究结果表明,经过土地开发整理后,植被覆盖度大幅增加,土壤侵蚀情况有明显的改善。以湖南省湘潭县杨嘉桥乡和常德市汉寿县南台村两个土地整理开发区为实验区,对土壤有机质含量、地表温度、蒸散量、土壤水分以及土壤侵蚀、植被指数等土壤质量遥感评价指标进行信息提取和综合分析,采用综合指数法对研究区土壤质量各项遥感评价指标进行分级定权,利用本文建立的土地开发整理区土壤质量遥感评价体系对研究区土壤质量进行综合评价分析,评价结果与实际相符。研究成果在该领域实现了理论方法和技术创新,将是土地开发整理项目中进行土壤质量评价的发展趋势。
【作者】丁美青；
【导师】陈松岭；
【作者基本信息】中南大学，地质资源与地质工程，2014，博士
【关键词】土地开发整理；定量遥感；土壤质量评价体系；土壤有机质；SEBAL模型；土壤水分；土壤侵蚀；

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