类标准化土壤样品Cd含量高光谱定量反演

作     者：姜晓璐 邹滨 涂宇龙 冯徽徽 陈旭 JIANG Xiao-lu;ZOU Bin;TU Yu-long;FENG Hui-hui;CHEN Xu

作者机构：中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心湖南长沙410083 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2018年第38卷第10期

页      面：3254-3260页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：环保公益性行业科研专项经费项目(201509050) 中南大学“创新驱动计划”项目(2015CXS005) 2017年研究生自主探索创新项目(2017zzts548)资助 

主　　题：土壤 Cd 类标准化样品 高光谱 定量反演 

摘      要：针对土壤Cd高光谱遥感反演精度低、特征波段难以有效识别的问题,以湖南省某典型重金属污染矿区为例,开展类标准化Cd污染土壤样品和自然污染土壤样品Cd含量高光谱定量反演对比研究。创新之处主要在于以相对清洁的背景土壤作为内控样本,通过实验室定量添加Cd标准溶液制备符合自然污染规律的类标准化Cd污染土壤样品方案的提出与对比实验的开展,研究实验过程还包括自然污染土壤样品野外采集,类标准化样品与自然样品土壤重金属、有机质含量及350~2 500nm光谱反射率等的测定,光谱全要素主成分逐步回归土壤Cd含量反演建模。研究发现,类标准化土壤样品Cd含量高光谱反演模型精度(adj R2=0.87)明显高于野外自然污染土壤样品Cd含量高光谱反演建模结果(adj R2=0.39)。土壤Cd含量与土壤光谱反射率间确实存在一定的响应关系,但各光谱波段对土壤Cd含量及其变化产生响应的程度存在差异,其中1 000,2 000以及2 300nm波段光谱响应信号较强。该研究创新引入的类标准化Cd污染土壤样品制备方法有助于深入探索重金属Cd污染土壤光谱特征响应规律并发现重金属Cd含量及其变化的真正指示性特征波段,可为多要素混淆污染模式下模拟反演土壤重金属含量提供先验知识。