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粤西新生代红土组分特征与定量遥感研究

2020-11-23阅读(498)

粤西新生代红土组分特征与定量遥感研究

论文摘要

自二十世纪中期以来,随着人口的迅速增加,世界范围内人口-资源-环境之间的矛盾越来越突出,不合理利用土地资源所带来的土壤侵蚀、土壤肥力下降、土壤盐渍化、土壤退化和荒漠化、生态环境恶化等问题愈加严重。如何采用先进的技术方法对复杂的土壤状况进行监测,成为摆在我们面前的首要研究课题。高光谱遥感除具有常规遥感的功能外,凭借其极高的光谱分辨率,通过对土壤理化性质与土壤精细光谱信息的分析,具备定量获取土壤特性参数的潜力,为实现土壤特性参数的成图和评价、土壤的动态监测提供可能。 本文以广东省西部的两大构造单元“雷琼新生代凹陷”和“吴川—四会活动构造带”为主要研究区,以新生代红色风化壳—红土及其上覆红色土壤为研究对象,在红土的理化组分和野外反射光谱等实测数据的基础上,分析研究不同母岩红土的反射光谱特征、组分含量特征以及红土光谱反射率及其变换形式与红土特性参数间的关系;结合高光谱分析技术和多元统计分析方法,建立利用红土反射光谱预测红土特性参数的定量模型。通过分析、研究得出如下主要结论: 1)研究区红土组分含量特征研究表明,不同母岩红土的化学成分都以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,SiO2与Al2O3、Fe2O3呈显著负相关关系。N在Q3老红砂、Q1红色砂、云母石英片岩和K20在Q3老红砂、Q1红色砂、云母石英片岩、玄武岩红土中的含量都很低,而研究区红土中的S含量都很高;Zn在云母石英片岩和灰岩、As在云母石英片岩、Cr在玄武岩和Q1红色砂以及Cd在云母石英片岩、花岗岩和灰岩红土中的平均含量都超过了土壤环境质量二级II类标准值。 2)研究区不同母岩红土野外反射光谱研究表明,成土母岩、水分、氧化铁和有机质对红土光谱反射率有着重要影响。A层红土光谱受有机质的影响显著,而B、C层红土光谱主要受水分、氧化铁的影响。红土光谱反射率连续统调整后420-490nm波段的光谱特征可以作为识别玄武岩红土的简易光谱标志。研究区红土反射光谱按母岩类型可以划分为三类:一类是低反射率类,包括玄武岩、灰岩和砂泥岩发育的红土;一类是中反射率类,包括花岗岩和云母石英片岩发育的红土:另一类是高反射率类,包括Q3老红砂、Q1红色砂发育的红土和花岗岩发育

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 引言
  • 第一节 研究意义与国内外研究现状
  • 一、研究意义
  • 二、国内外研究现状
  • 1、高光谱遥感及其发展
  • 2、土壤光谱研究现状
  • 3、存在问题
  • 第二节 研究区域简介
  • 一、红土概述
  • 二、研究区简介及选择
  • 1、研究区域选择
  • 2、研究区域地质背景
  • 第三节 研究内容、方法与思路
  • 一、研究内容
  • 二、研究方法
  • 三、研究思路
  • 第四节 论文主要工作量
  • 第二章 野外红土光谱测量与数据预处理
  • 第一节 野外红土光谱测量
  • 一、野外土壤光谱测量原理
  • 二、野外土壤光谱测量的影响因素
  • 三、野外红土光谱测量
  • 第二节 红土光谱数据预处理
  • 一、处理软件简介
  • 二、原始数据校正
  • 三、光谱反射率的计算
  • 四、水汽吸收波段剔除
  • 五、光谱曲线的平滑
  • 六、光谱数据的归一化处理
  • 第三节 红土光谱库的建立
  • 第三章 粤西新生代红土组分特征
  • 第一节 样品获取与分析
  • 一、样品采集
  • 二、样品测试
  • 第二节 主量元素含量特征
  • 一、主量元素含量
  • 二、主量元素含量分布特征
  • 三、主量元素含量与母岩的关系
  • 四、主量元素在剖面中的含量特征
  • 五、红土风化系数特征
  • 六、主量元素含量相关性分析
  • 第三节 微量元素含量特征
  • 一、微量元素含量特征
  • 二、微量元素在剖面中的含量特征
  • 三、微量元素含量与母岩的关系
  • 四、微量元素含量相关性分析
  • 第四节 稀土元素含量特征
  • 一、稀土元素含量特征
  • 二、稀土元素在剖面中的含量特征
  • 三、稀土元素含量相关性分析
  • 第五节 小结
  • 第四章 粤西新生代红土反射光谱特征
  • 第一节 土壤光谱成因
  • 第二节 土壤光谱解读标志
  • 第三节 粤西新生代红土光谱特征
  • 一、花岗岩红土的光谱特征
  • 二、玄武岩红土的光谱特征
  • 三、云母石英片岩红土的光谱特征
  • 四、灰岩红土的光谱特征
  • 五、砂泥岩红土的光谱特征
  • 六、高岭土的光谱特征
  • 七、红土的光谱分类
  • 第四节 红土光谱数据处理
  • 第五节 小结
  • 第五章 粤西新生代红土反射光谱与红土特性参数的关系研究
  • 第一节 红土特性参数与红土反射光谱
  • 一、研究概述
  • 二、粤西红土特性参数与红土光谱的相关性
  • 三、相关性机理初步分析
  • 1、水分与红土反射光谱
  • 2、二氧化硅、红土风化系数与红土反射光谱
  • 3、主量元素与红土反射光谱
  • 4、稀土元素与红土反射光谱
  • 第二节 水分与红土反射光谱的关系研究
  • 一、水分对红土反射光谱的影响
  • 二、水分与红土反射光谱的相关分析
  • 三、水分与红土反射光谱的回归分析
  • 第三节 氧化铁与红土反射光谱的关系研究
  • 一、氧化铁对红土反射光谱的影响
  • 二、氧化铁与红土反射光谱的相关分析
  • 三、氧化铁与红土反射光谱的回归分析
  • 第四节 SiO2与红土反射光谱的关系研究
  • 一、SiO2与红土反射光谱的相关分析
  • 二、SiO2与红土反射光谱的回归分析
  • 第五节 红土风化系数与红土光谱的关系研究
  • 一、红土风化系数与红土反射光谱的相关分析
  • 二、铝铁系数与红土反射光谱的回归分析
  • 三、红土化指数与红土反射光谱的回归分析
  • 第六节 小结
  • 第六章 结论与展望
  • 第一节 结论
  • 第二节 主要创新点
  • 第三节 问题与展望
  • 参考文献
  • 附录一 野外光谱测量示意图
  • 附录二 红土采样点及其描述
  • 附录三 已发表和待发表的论文
  • 附录四 参加的科研项目
  • 致谢
  • 声明

    • 相关论文文献

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