通过测试研究得出:土壤在可见光、近红外波段的反射光谱特性,与土
壤质地、有机物含量、含水量和氧化铁含量等因素有关。因此,可以通过图
像特征的分析判别出土壤质地、有机物含量、含水量和氧化铁含量等状况,
这对于确定土壤类型和土壤肥力是十分有用的。
在自然条件下,土壤质地、有机质含量、含水量及氧化铁含量等因素很
难截然分开,在实验室可以测定不同类型土壤在不同条件下的光谱特征,并可单独测定某一个因素对光谱特征的影响。而在自然条件下测定的是各种因
素的综合光谱特征。因而要根据各因素在不同自然环境、不同波段、不同时
期的光谱特征进行对比分析,才能判定某一因素的影响情况。如:
可单独测定某一个因素对光谱特征的影响。而在自然条件下测定的是各种因
素的综合光谱特征。因而要根据各因素在不同自然环境、不同波段、不同时
期的光谱特征进行对比分析,才能判定某一因素的影响情况。如:
土壤质地。土壤质地是指土壤中粘颗粒、粉砂颗粒和砂颗粒所占的相
对比例。图
6-31中的粉砂土、砂土和腐泥三种土壤主要是由土壤质地的不同
决定的。因此,反射光谱曲线主要受两个因素影响,一是土壤质地影响土壤
的蓄水能力,二是土壤的颗粒大小的影响。粉砂土在可见光、近红外波段光
谱反射率最高,这是由于粉砂土的粒度介于砂土和腐泥之间,表面粗糙度低
于砂土,而蓄水能力又小于腐泥的缘故;腐泥光谱反射率最低,土壤颜色较
深,土壤颗粒细,含水量高的缘故。而砂土光谱反射率介于两者之间。
2.有机质含量。有机质含量是明显影响土壤反射光谱特性的重要因素,
在大多数温带土壤中有机质含量的范围约在
0.5%至
5%之间。有机质含量
5%
的土壤常呈现深褐色或黑色,有机质含量最低的土壤通常呈现浅褐色或灰
色。土壤表面颜色加深,土壤在可见光波段的光谱反射率亦减少。从图
6-32
可见,在可见光波段,随着土壤有机质含量增加,反射率呈非线性下降。在
研究土壤的光谱反射率与有机质含量之间关系时,必须结合土壤所处的气候
区和土壤本身的排水条件等作具体分析。土壤有机质含量对卫星图像上的色
调有直接影响。
3.土壤含水量。图
6-33表示三种不同含水量的砂质土壤反射光谱曲线,
曲线形态有明显地不同。其中上面一条经过干燥处理的砂质土壤反射光谱曲
线,含水量仅
0—4%,因为砂的颗粒较粗,能使砂质土壤失去大部分的水分。
因此,在水的各个吸收带,反射率未出现明显下降(即在反射光谱曲线上不
出现水的吸收带)。下面二条曲线是未经干燥,含水量分别为
5—12%和
22—32%,反射率在
1.4μm、1.9μm和
2.7μm附近出现明显的水吸收带。从图
6-34中可看出粉砂壤土各波段的反射率均随着含水量的增加而减少,即使经
过干燥后的粉砂土也一样;在水的吸收带内反射率也是随含水量的增加而减
小。
4.氧化铁含量。土壤中的氧化铁对土壤反射光谱特性也有明显影响。含
有氧化铁、二氧化锰的土壤一般呈红色。土壤氧化铁含量增加使
0.5—0.64μm波段的反射率呈线性下降,如图
6-35所示,土壤中氧化铁含量增加
5%,
反射率下降约
20%;氧化铁含量增加
10%,土壤反射率下降
40%左右,而近红
外波段的光谱反射率变化较小。
图
6-36表明,除去土壤中的氧化铁后,可以使
0.5—1.1μm波段内的反
射率明显上升,而大于
1.1μm区域的反射率无明显影响。同样,除去土壤中
的有机质,在该波段范围内反射率会明显上升。
5.土壤盐分。干旱地区的土壤盐分含量较高时,地面上形成一层白色的
盐霜,呈浅色调。干旱季节易溶性盐分较多地上升到土壤表面,土壤表面形
成盐结皮,在卫星图像上呈现不规则的白斑图型;雨季时,随着雨水的淋滤