基于HJ-1卫星的农田土壤有机质含量监测.pdf

第 30 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.8 2014 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2014 101 基于 HJ-1 卫星的农田土壤有机质含量监测 1,2 2 ※ 王祥峰 ，蒙继华 （1. 辽宁工程技术大学摄影与地理科学学院，辽宁 123000 ； 2. 中国科学院遥感与数字地球研究所，北京 100101 ） 摘 要：土壤状况是决定农田潜在生产力的主要因素，土壤性状及肥力状况信息可以为精准农田管理提供响应依 据。利用遥感技术监测土壤养分含量是一种快速、准确、高效、经济的方法。以农田土壤有机质为研究对象，以 HJ-1 卫星数据为数据源，采用多元线性回归分析方法，构建有机质含量地面监测模型，通过直方图匹配方法求地 面监测模型与 HJ-1 卫星监测模型之间的傅里叶转换函数，将地面监测模型应用到 HJ-1 卫星数据，并构建有机质 含量遥感监测模型。实现了利用 HJ-1 卫星遥感数据对试验区土壤有机质含量进行监测。该模型监测结果与地面 实际养分具有良好的线性关系，其决定系数 0.93，标准差 0.57% 。在保持了较高精度的同时，避免了其他高光谱 模型数据过于昂贵的问题，实现了有机质含量快速、经济监测，易于在农业中应用。 关键词：遥感；土壤；有机质；直方图匹配；数字农业 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.012 中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1002-6819 2014 -08-0101-08 王祥峰，蒙继华. 基于 HJ-1 卫星的农田土壤有机质含量监测[J].农业工程学报，2014，30 8 ：101－108. Wang Xiangfeng, Meng Jihua. Mapping soil organic matter content in field using HJ-1 satellite image[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE , 2014, 30 8 : 101 －108. in Chinese with English abstract 准农业中有了重大突破。近 15 a 来，人们通过可 0 引 言 见光、近红外和短波红外对土壤有机质进行定量分 农田土壤是主要的碳来源[1-2] 。土壤养分状况决 析[12-16] 。随着遥感技术的发展，高光谱遥感凭借 定了农田潜在生产力，土壤性状及肥力状况信息可 其光谱分辨率高的特性很好应用在土壤养分信息 [3] 。通过改善土壤 [17-20] 以为精准农田管理提供响应依据 定量获取方面 ，在土壤有机质监测中的作 有效氮、作物养分、地块以及土壤有机质含量等土 用越来越大，在实验室光谱反演中取得了较好的成 壤肥力指标可以提高作物产量[4] 。为满足精准农业 果[21-23] 。 和土壤碳监测，对高密度土壤有机质含量分布图的 彭玉魁等采用近红外光谱分析法，通过寻找最 [5] 需求越来越大 。 佳脉