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土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，土壤有机质的空间分布是研究土壤碳氮循环、土壤质量评价、粮食估产等的基础。传统的土壤有机质含量的获取，通常是在野外采集土样点状数据，室内采用化学方法测量得出。虽然具有精度高，准确性强的优点，但是存在着基础工作量大，费用高，时间周期长，无法实现在较短时间内区域面积的土壤有机质含量的连续测定，获得土壤有机质的空间分布数据，局限性较大。常规光学遥感波段比较少，光谱分辨率低，虽然覆盖面积广，对于地块或区域性的土壤有机质含量监测，误差比较大。高光谱遥感具有波段多、光谱分辨率高的特点，利用其测定土壤光谱反射率，反演土壤有机质含量，具有节约成本、便捷快速、准确度高的特点，而且在获得研究数据的同时，对土壤没有破坏性，可以满足现代农业的发展要求。本研究以东北耕地土壤为研究对象，利用美国ASD FieldSpec4地物光谱仪在室内条件下对经过处理的土壤样品进行光谱测量，建立了土壤光谱变量与土壤有机质含量的多元回归关系模型；在共同敏感波段内，利用Hyperion高光谱影像，通过ENVI软件中的波段运算模块，将预测模型应用到Hyperion遥感影像上，得到研究区的有机质含量分布图。研究结论如下：1）高光谱微分技术可以获取纳米级的土壤光谱反射率，对光谱反射率进行数学变换，可以扩大样品之间的光谱特征差异，增大土壤属性信息的细微差异，可用于土壤表层（0-20cm）有机质含量的监测。2）采用非成像光谱仪测得的反射率一阶微分为自变量建立的反演土壤有机质含量的回归模型最佳，特征波段为492nm、663nm、1221nm、1317nm、1835nm和2130nm，决定系数R2达0.909，而且预测值与实测值相比较，RMSE值最小，可以较好地预测土壤有机质含量。3）在Band14、Band31、Band108、Band117、Band198波段内，对经过预处理的Hyperion高光谱遥感影像，利用编程计算，得出图像上相关敏感波段的反射率一阶微分模型，并通过ENVI软件中的波段运算模块，实现了区域尺度上土壤有机质的填图，精度达0.7373。