土壤盐渍化光学遥感监测方法研究进展

骆振海, 张超, 冯绍元, 唐敏, 刘锐, 孔纪迎

Advances in research on methods for optical remote sensing monitoring of soil salinization

LUO Zhenhai, ZHANG Chao, FENG Shaoyuan, TANG Min, LIU Rui, KONG Jiying

表6 多平台、多源遥感数据土壤盐分指标反演研究

Tab.6 Summary of research study on soil salinity inversion based on multi-platform and multi-source remote sensing data

建模类别 建模特征参量 反演目标变量 建模方法 结 果 参考文献 统计 回归 模型 光谱参数、植被指数、垂直干旱指数、反射率 土壤盐分含量 相关性分析、多元线性回归(multiple linear regression, MLR) 植被指数中,土壤盐分响应最高决定系数R2=0.577 [11] 盐度指数、植被指数、热湿指数 土壤盐分含量 PLSR 研究区四季土壤盐分含量平均值分别为8.00 g/kg,7.53 g/kg,7.83 g/kg和6.90 g/kg [17] 植被指数、盐度指数 土壤电导率 MLR R2=0.77 R2=0.75 [23] 盐度指数、电导率 土壤盐度空间变化 回归分析 R2=0.65 [24] 盐度指数 土壤盐分含量 MLR 相关系数R>0.3 [26] 植被指数、冠层温度、植被 株高 作物株高、气孔导度、盐分含量 MLR R2=0.64 [30] 土壤有机质含量、反射率 土壤盐分含量 相关性分析、MLR 校准: R2=0.684 验证: R2=0.663 [37] 土壤水分、电导率、热红外数据、作物生长数据 土壤盐分含量 回归分析 R2=0.86 [39] 反射率、土壤湿度和质地 土壤盐分含量、土壤含水量 多元逐步回归 R2=0.47 [49] 盐分指数、植被指数 土壤盐分含量 线性和非线性回归 R2=0.59 [53] 盐度指数、植被指数 土壤电导率 PLSR R2=0.52 [57] 盐度指数、亮度指数、植被指数 土壤盐分含量 MLR、多元逐步回归 R2=0.992 均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.195 g/kg [66] 反射率、 土壤盐分含量 PLSR R2=0.749 [67] 植被指数 土壤盐分含量 PLSR R2=0.50~0.58 [68] 植被指数 土壤盐分含量 线性回归 平均误差(mean error,ME)和RMSE分别为-0.61 ds/m和52.2 ds/m [74] 盐度指数、亮度指数、 植被指数 土壤盐分含量 MLR 标准误差约为12.1 μs/cm [76] 电导率 土壤盐分含量 PLSR 相关系数R= 0.700 [77] pH值、电导率 土壤盐分含量 PLSR,MLR 土壤pH值和电导率模型的R2平均值分别为0.77和0.48 [78] 电导率、反射率 土壤盐分含量 PCA,PLSR PLSR和PCA模型的校准精度分别为R2= 0.862和R2= 0.537 [79] 植被指数、盐度指数 土壤盐分含量 相关性分析 R2=0.739(无盐渍化)、0.469(轻度)、0.677(重度) [25] 电导率、盐度指数 土壤盐分含量 逻辑回归模型 R2=0.88,RMSE=20.85 ds/m [27] 植被指数、水分指数 土壤盐分含量 特征空间 MWI与土壤表层盐分含量相关性较高(R=0.844) [73] 植被指数、冠层温度 土壤盐分含量 统计分析、方差分析 F=0.245,P=0.865 [59] 盐分指数 土壤盐分含量 监督最大似然分类法 分类精度约为90% [52] 机器 学习 模型 反射率、电导率 土壤盐分含量 PLSR,SVM 相对差异百分比(relative percent difference,RPD)为3.35% [3] 植被指数、盐分指数、反射率 土壤盐分含量 MLR,PLSR,SVM,RF RF拟合精度最高,训练: R2=0.870,验证: R2=0.766 [8] 电导率、反射率 土壤盐分含量 PLSR,人工神经网络(artificial neural network,anN) PLSR: R>0.81,RPD>2.1% ANN: R>0.92,RPD>2.3% [16] 反射率、光谱指数 土壤盐分含量 MLR,RF,SVM,BPNN R2=0.770(裸土) R2=0.676(植被覆盖) [33] 盐分指数 土壤盐分含量 BPNN,SVR,RF 校准: R2=0.835,验证: R2=0.812,RPD=2.299% [34] 反射率、植被指数、盐分指数 土壤盐分含量 PLSR,BPNN,SVR,RF 建模: R2=0.724,RMSE=1.764 g/kg 验证: R2=0.745,RMSE=1.879 g/kg,RPD=2.211% [35] 反射率 土壤盐分含量 RF R2=0.95 [42] 植被指数 土壤盐分含量 BPNN,SVM,RF R2=0.885 [60] 盐分指数 土壤水盐信息 BPNN R2=0.624 [80] 植被指数、盐分指数、亮度指数 土壤盐分含量 BPNN 建模: R2=0.769 验证: R2=0.774 [81] 地下水深度、灌溉水量、蒸发量 土壤电导率 SVM 建模: MRE=2.14%,验证: MRE=3.48%,预测: MRE=6.37% [82]