赵 慧，李新国*，靳万贵，牛芳鹏，麦麦提吐尔逊·艾则孜

基于地理加权回归模型的博斯腾湖湖滨绿洲土壤盐分离子含量高光谱估算①

赵 慧1, 2，李新国1, 2*，靳万贵1, 2，牛芳鹏1, 2，麦麦提吐尔逊·艾则孜1, 2

(1 新疆师范大学地理科学与旅游学院，乌鲁木齐 830054；2 新疆干旱区湖泊环境与资源实验室，乌鲁木齐 830054)

以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区，分析HCO– 3、Cl–、SO2– 4、Ca2+、Mg2+、Na++K+等主要土壤盐分离子含量与土壤高光谱反射率的分数阶微分光谱变换与RSI、DSI、NDSI等二维土壤指数的相关性优选特征波段，构建基于地理加权回归模型的土壤盐分离子含量估算模型。研究结果表明：Na++K+的微分变换特征波段集中在468 ～ 724 nm与1 182 ～ 1 539 nm，二维土壤指数的特征波段集中在1 742 ～ 2 395 nm，基于RSI的特征波段优选下地理加权回归模型对Na++K+含量的估算效果较好，建模集2= 0.94，RMSE = 0.22，验证集2= 0.74，RMSE = 0.19；SO2– 4含量在1.2阶优选的位于469 ～ 636 nm波段估算效果较佳，建模集2= 0.91，RMSE = 0.02，验证集2= 0.75，RMSE = 0.33；Ca2+、Mg2+优选的特征波段主要集中在912 ～ 2 340 nm的近红外波段；Cl–含量在1阶的近红外波段建模效果较好，建模集2= 0.74，RMSE = 0.03，验证集2= 0.93，RMSE = 0.11；含量相对较高的Na++K+、SO2– 4、Cl–的地理加权回归模型精度高于含量较低的Ca2+、Mg2+。

土壤盐分离子；分数阶微分；光谱矩阵系数图；地理加权回归模型；湖滨绿洲

土壤中不同盐分离子对作物的毒害不同，土壤盐分离子的分异对作物的危害性往往高于总盐的危害[1-2]。传统土壤盐分离子的测定需要耗费时间，且步骤繁琐，而高光谱遥感技术可以充分挖掘光谱信息和构建高精度的模型[3]。土壤盐分离子的含量和特征在一定程度上决定了盐渍化的性状和程度，将土壤盐分离子和高光谱数据综合考虑，筛选其特征波段，可以明确研究区土壤盐分离子的特征光谱，提高土壤盐分离子的估算精度和实用性[4-5]。……