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土壤通报2025年第03期:基于双时相遥感影像与地形参数的地块尺度耕层白浆化土壤空间分布制图

来源:期刊VIP网 时间:


作者:藏德强;罗冲;赵映慧;王鑫;葛子澳;刘焕军;

单位:东北农业大学公共管理与法学院;中国科学院东北地理与农业生态研究所;

摘要:【目的】寻求高效、高精度耕层白浆化土壤空间分布制图方法,对于治理三江平原耕层白浆化土壤具有重要意义。【方法】以黑龙江省桦南县曙光农场小流域的耕地为研究对象,利用双时相Sentinel-2遥感影像与地形数据,结合随机森林算法(Random Forest),构建了一种基于地块尺度的耕层白浆化遥感提取模型。通过比较不同时期影像与不同地形参数的耕层白浆化土壤空间分布提取精度,分析土壤含水率对于精确制图的影响,并将算法应用到整个曙光农场。【结果】研究结果表明:(1)裸土期耕层白浆化土壤光谱反射率明显高于耕层非白浆化土壤光谱反射率;(2)耕层白浆化土壤与耕层非白浆化土壤可分性敏感波段集中在蓝光波段(Blue)到窄近红外波段(Narrow NIR)范围(458nm~875 nm),可分性最强的是蓝光波段(Blue)和绿光波段(Green)(458 nm~578 nm);(3)4月下旬至5月上旬是基于遥感影像进行耕层白浆化空间分布制图的时间窗口,土壤含水量越低,制图精度越高;(4)基于双时相遥感影像制图精度普遍高于单一时相,加入地形参数中的谷深(Valley Depth)参数的双时相数据集制图精度最高,总精度为96.55%,Kappa系数为0.93。【结论】基于双时相遥感影像与谷深的随机森林模型能够精准提取耕层白浆化土壤信息,可为耕层白浆化土壤精准改良提供科学指导。

关键词:土壤;;耕层白浆化;;遥感;;Sentinel-2;;地块尺度;;随机森林;;Kappa系数

基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFD1500100)