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土壤是生态系统中的重要组成部分,对于生态环境的稳定和农业经济的发展具有不可替代的作用。近年来,土壤退化现象愈加严重,已经成为制约农业可持续发展和土地生产的全球性问题。其中,耕地作为农业发展的基础,土壤退化带来的危害对耕地尤为突出。受到气候变化、海水入侵、人类生产生活等不同驱动因素的影响,黄河三角洲地区的耕地土壤结构受到严重破坏。而土壤盐分和有机质含量作为衡量耕地质量的主要参量,因此快速、准确的对黄河三角洲地区耕地土壤盐分、有机质进行监测,探明此地区的土壤盐分、有机质空间分布特征对土壤退化综合治理、生态环境保护和土壤质量改善具有重要意义。无人机遥感、卫星遥感等遥感监测技术已成为土壤成分监测的主要方法。而单一数据源无法满足反演过程中高精度、多尺度的要求,因此越来越多的土壤成分反演研究将多种遥感数据作为数据源,其中,将近地无人机多光谱数据与卫星遥感数据的结合是目前应用最广泛的方法之一,而将无人机高光谱影像与卫星多光谱影像相结合的研究相对缺乏。本研究以黄河三角洲为研究区,以耕地为研究对象,选取东营市利津县和垦利区的3块典型耕地为试验区,利用地面实测数据、无人机高光谱影像和Landsat-8遥感影像,对土壤盐分和有机质进行了同步反演。其中,土壤盐分、有机质高光谱反演模型采用无人机高光谱数据构建,通过Savitzky-Golay(S-G)去噪以及数学变化对高光谱进行预处理,并通过皮尔逊相关系数法筛选建模参量,运用多元线性回归法构建模型,进而将模型与无人机高光谱影像结合,在试验区尺度上进行反演。其次,土壤盐分、有机质拟合多光谱反演模型是基于拟合后的无人机多光谱数据光谱参量,运用逐步线性回归构建反演模型,并分别将模型与拟合后的无人机影像和校正后的Landsat-8影像结合,实现大尺度的反演。主要的研究结论如下:(1)土壤光谱特征。随着波长的逐渐增加,土壤光谱曲线呈现为反射率逐渐增加的扇形,在可见光范围内反射率较低且上升较快,而在近红外波长范围内反射率较高但增长速度变缓。(2)基于无人机的土壤盐分、有机质高光谱反演模型的构建。在对无人机影像进行S-G去噪和数学变换处理后,土壤盐分、有机质实测值与土壤反射率的相关性得到了明显的提升。土壤盐分与对数一阶微分变换后的高光谱反射率的相关性达到最大值(R=0.633);有机质含量与倒数一阶微分变换的高光谱反射率达到最大相关性(R=0.569)。基于敏感波段参与的最优土壤盐分高光谱反演模型是以对数一阶微分变化后的反射率作为自变量构建的,建模决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)分别是0.779和1.676 g/kg,验证R~2、RMSE和RPD分别是0.761、1.799 g/kg和2.004;最优土壤有机质高光谱反演模型以倒数一阶微分变换后的反射率作为自变量构建,建模R~2和RMSE分别是为0.763和4.138 g/kg,验证R~2、RMSE和RPD分别是0.757、4.553 g/kg和2.001。(3)基于无人机土壤盐分、有机质拟合多光谱反演模型构建。经过数学变化或组合后的拟合多光谱反射率与盐分、有机质的相关性得到一定的提高。在土壤盐分的相关性中,相关性系数绝对值(|R|)超过0.4和0.55的光谱参量分别有25和8个,最大值为0.640;与土壤有机质的相关性中,相关性系数绝对值超过0.4和0.55的光谱参量分别有23和5个,最大值为0.605。最优土壤盐分、有机质拟合多光谱反演模型的建模参量均从|R|大于0.4的敏感参数中筛选。最优土壤盐分拟合多光谱的建模R~2和RMSE分别是0.691和1.938 g/kg,验证R~2、RMSE和RPD分别是0.676、2.202 g/kg和1.743;最优土壤有机质拟合多光谱的建模R~2和RMSE分别是0.684和5.105 g/kg,验证R~2、RMSE和RPD分别是0.663、5.263 g/kg和1.691,。(4)反射率校正及土壤盐分、有机质多尺度反演。分析无人机拟合多光谱与Landsat-8卫星多光谱数据反射率,并使用比值订正法对Landsat-8影像反射率进行校正,无人机拟合多光谱影像与卫星影像的4个波段的反射率相关性分别为R(BB)=0.7133,R(BG)=0.6802,R(BG)=0.756和R(BNIR)=0.7273,Landsat-8卫星影像4个波段(BB、BG、BR和BNIR)反射率校正系数分别为1.09、1.25、1.19和1.27。在试验区尺度上,土壤盐渍化程度由高到低依次是试验区C、A、B,而整体有机质含量与之相反。在研究区尺度上,黄河三角洲耕地的土壤盐分和有机质在空间上呈负相关。土壤盐分含量高、有机质含量低的地区主要分布在利津县西部、垦利县东部、河口区南部和东营区北部。研究区土壤盐分含量整体上随着地形由高到低、由上游到下游逐渐增大,根据面积统计结果,中度盐渍化耕地占总耕地面积的比例最大(48.44%),土壤有机质含量整体上处于中等水平(43.11%)。该研究为快速、准确地监测黄河三角洲耕地土壤盐分和有机质提供了一种方法,对三角洲耕地的针对性改良具有重要意义。