新疆区域尺度水盐遥感监测与模拟方法研究-以渭干河-库车河流域为例

作为土地退化的主要类型，土壤盐渍化已成为全球性问题，区域尺度土壤水盐遥感监测与模拟预报已是全球变化及土地科学研究的重要热点领域。但当前主要土壤水盐遥感监测和预报方法设计思路缺乏充分考虑盐渍化的发生过程机理从而导致方法不确定性强、通用性及定量化较差。项目对此进行了改进，选择具有长期研究基础的渭干河-库车河流域为典型研究区，将区域盐渍化遥感监测及模拟方法设计为互相依托的三个层次：利用数据挖掘方法提取盐渍化信息及变化特征，实现区域盐渍化信息自动提取及变化检测算法；结合地面观测数据，充分考虑盐渍化发生主要机理即水盐一体化研究思路，建立基于多光谱遥感影像的土壤电导率反演模型；在以上研究基础上运用数据同化技术，对研究区积累观测的水文参数及背景资料，结合遥感数据实现区域水盐运移分布式模型，发展大尺度高精度的区域土壤盐渍化动态监测与定量模拟方法，并对结果进行验证。

作为土地退化的主要类型，土壤盐渍化已成为全球性问题，区域尺度土壤水盐遥感监测与模拟预报已是全球变化及土地科学研究的重要热点领域。但当前主要土壤水盐遥感监测和预报方法设计思路缺乏充分考虑盐渍化的发生过程机理从而导致方法不确定性强、通用性及定量化较差。项目对此进行了改进，选择具有长期研究基础的渭干河-库车河流域为典型研究区，将区域盐渍化遥感监测及模拟方法设计为互相依托的三个层次：通过建立区域盐渍化发生发展各影响要素的光谱和空间特征，构建决策树分类规则，设计决策树算法，提取表观不同程度盐渍化信息，通过多期影像及地面数据获得其变化特征，实现区域盐渍化信息自动提取及变化检测算法；结合地面观测数据，充分考虑盐渍化发生主要机理即水盐一体化研究思路，提出水盐特征空间理论，基于此建立基于多光谱遥感影像的土壤电导率反演模型，实现地表水盐时空一致性监测；在以上研究基础上对研究区积累观测的水文参数及背景资料，结合遥感数据实现区域水盐未来发生发展预测模型，发展大尺度高精度的区域土壤盐渍化动态监测与定量模拟方法，并对结果进行验证。该区域属于典型的自然和人文联合驱动下水盐发生区域，实现的盐渍化及水盐监测与模拟算法能够较有效地为实现新疆少数民族地区土地和植被恢复提供数据支持和决策辅助，为生态水文及保育等研究领域提供案例支持。