农业机械学报

作者：刘伟，史海滨，苗庆丰，刘晓志，段倢，王禹森

单位：内蒙古农业大学；内蒙古生态环境大数据有限公司,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,中国水利水电科学研究院,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,

关键词：节水改造;土壤含盐量;遥感反演;Landsat 8

基金：国家重点研发计划项目（2021YFC3201202-05）和国家自然科学基金项目（52269014）

为探明沈乌灌域节水改造后因渠道衬砌、引排水量减少引起的土壤含盐量时空分布特征及变化规律，采用区域土壤信息定点监测，结合经典统计学、空间插值以及机器学习建模反演等技术手段，利用Landsat 8卫星获取光谱数据，通过对实测土壤含盐量、光谱指数及波段反射率进行处理，运用Adaboost回归、BP神经网络回归、梯度提升树回归、KNN回归、决策树回归、随机森林回归方法构建了沈乌灌域土壤含盐量空间反演模型。采用最优反演模型对沈乌灌域土壤含盐量空间分布特征进行了遥感反演。结果表明： 通过全变量单一回归法筛选出相关系数大于0.55的9个光谱因子，使用SPSS PRO软件构建6种机器学习反演模型，对比6种反演模型精度，验证集决定系数R2由大到小依次为随机森林回归、梯度提升树回归、Adaboost回归、KNN回归、决策树回归、BP神经网络回归。其中随机森林回归模型的拟合精度最佳，训练集与验证集的决定系数R2分别为0.834和0.86，说明随机森林回归模型的反演效果较好。反演结果表明：节水改造后非盐渍土面积增加391.7km2，占灌域总面积的21%，中度盐渍土面积、重度盐渍土面积、盐土面积分别减少95.61、63.37、45.7km2，分别占灌域总面积的5%、3%、2%。综上所述，节水改造工程完成后，沈乌灌域土壤盐渍化程度减轻，作物生长安全区面积增加，但由于渠道衬砌以及引排水量减少，土壤盐分淋洗效果减弱，土壤盐分在灌域内部运移，整体土壤环境得到改善，局部地区出现盐分聚集。

来源：2024年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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