基于多时相遥感与作物类型协同反演的土壤盐分动态监测新方法

时间:2025年4月17日
来源:Plant and Soil

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为解决传统土壤盐分监测技术覆盖范围有限、难以规模化应用的难题,来自中国的研究团队创新性地结合多时相Sentinel-2影像与U-net作物分类(向日葵33%、甜菜12%、玉米55%),通过SVR-RFE筛选6个光谱变量(R2=0.994),构建Transformer等模型实现土壤盐含量(SSC)高精度反演(平均R2=0.71),为盐渍化治理提供卫星遥感新范式。

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土壤盐渍化(Soil salinization)是引发土地退化和生态破坏的"隐形杀手"。传统监测手段犹如"盲人摸象",而卫星遥感技术却能"俯瞰全局"。这项研究以内蒙古通辽市为试验场,巧妙运用2021-2022年生长季(6-9月)的Sentinel-2影像,先通过深度学习U-net模型给农田"上户口"——准确分类向日葵、甜菜和玉米三大作物,发现玉米地占比过半(55%)。科研人员像"化学家提纯试剂"般用SVR-RFE模型筛选出6个关键光谱指标,其中盐分指数SI6与土壤盐含量(SSC)的"亲密指数"(相关系数)高达0.50,比植被指数(VIs)更"敏感"。在算法竞技场上,Transformer模型凭借多时相数据"记忆优势",以平均R20.71的成绩碾压DBO-RF等传统机器学习选手,绘制的盐分反演图与实地调查"对上了暗号"。这项研究如同给地球装了"盐分CT",为农业与环境管理提供了"太空眼"。

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