盐渍化砾类土快速检测研究

盐渍化砾类土快速检测研究

石翔 李小莘 李鹏鹏

中电建路桥集团有限公司 新疆克州阿图什市 845350

摘要：众所周知，如今的生态环境所面临的问题比较严重。其中，土壤盐渍化是发生在干旱、半干旱地区的一个重要问题。土壤盐渍化直接影响了当地的生存发展，对当地畜牧业、养殖业的协调发展带来了不少挑战，严重阻碍当地经济发展。而如何快速检测土壤盐渍化，避免更大的损失成为干旱、半干旱地区一个重要的课题。本文着手地区盐渍化的研究，着重介绍高光谱技术快速检验盐渍化砾类土的方法，以期达到及时对干旱、半干旱地区盐渍化土壤治理的目标，减少经济损失。

关键词：盐渍化砾类土；盐渍化；检测

土壤盐渍化对土壤本身的危害极大，降低土壤的肥力，导致作物生产力下降，影响当地正常的生产生活。毫无疑问，想要实现生态环境与农业生产得可持续发展，就必须抑制环境恶化，快速检测环境问题，并提出解决方案，高效处理。对于检测土壤盐渍化来说，能够及时、准确、高效、快速地获取盐渍化土壤的盐分信息才能够得出更加科学的检测结果，这就需要对盐渍化土壤进行科学开发、有序改良、合理治理。而传统的土壤盐渍化检测采取的是定点排查法，其对土壤的危害较大，且需要耗费大量的人力、物力、财力，而又因为是定点检测，很难代表整体土壤的盐渍化程度，不能满足动态、高效获取更多面积土壤盐渍化土壤盐分信息的需要。本文主要介绍利用高光谱技术进行土壤盐分检测的方法。

一 盐渍化砾类土检测的现实意义

我国干旱、半干旱地区因滥用水土资源，环境恶化日趋严重，其表现在地表水以及地下水的矿化程度提高，而一些重要的水生生物数量却在减少，地表植被覆盖率逐年减少，恶劣天气像沙尘暴等频发。为应对此类环境问题，需要科学调整农业产业结构以及土壤资源的规划，做到科学使用土地资源，减少土壤盐渍化的危害。依据传统的土壤考察方式要求，其需要利用人工在土壤进行地点考察，这导致取样速度慢，在进行分析时，其过程低效且繁琐，让整个检测过程费时、费力。同时，定点考察的方法又不能代表整体土壤情况，导致参考性差，不能够满足准确、快速、强代表性、动态检测土壤盐渍化的标准。而利用高光谱遥感技术，能够克服传统检测方法的缺点，它能够更加快速、宏观、动态地检测土壤盐渍化信息，准确反映土壤情况。而这些优势也让其成为一种比较先进的土壤盐渍化检测手段。可以说，高光谱遥感检测技术对我国干旱、半干旱地区的盐渍化治理作出了不少贡献。利用高光谱技术进行盐渍化检测，能够有效提高检测精度，因为高黄谱技术借助高光谱航天及航空遥感测量光谱数据，寻找理论依据。借助这种方式，高光谱遥感技术能够为干旱、半干旱地区土壤盐渍化治理的科学规划提供帮助，同时也能为土地资源规划提供科学合理地基础数据。

二 高光谱成像技术的检测原理

(1)高光谱成像技术简介

早在20世纪80年代，高光谱技术就被运用在行业中。其主要包括计算机信息处理、广电子学、光学等技术，是成像技术与光去技术的完美结合体。高光谱成像技术采用读取近红外波模式，近红外波段与可见光相比有较多优点，它能够了全天候工作，受天气环境、自然灾害的影响较小，同时，近红外波段能够捕捉某些物质特有的诊断性特征，所以，近红外高光谱成像技术在业内越来越受欢迎，并在此逐步推广至更广的领域，这里就包括农业气象以及生态环境检测。

(2)高光谱成像技术特点及工作原理

高光谱成像技术具有高分辨率、谱图合一、连续成像等特点，其分辨率一般为纳米级，所成的图像具有光谱及辐射强度特征。其工作流程是借助相关技术，获取目标信息及目标每个像元的几十至几百个窄波段光谱信息。高光谱成像技术成像地方式主要有两种，分别是滤片型、色散型。两种成像方式各有优缺点，其中滤片成像采取的方法是利用相机以及滤片光，操作的原理十分简单。而色散行成像技术比较成熟，主要运用光栅与棱镜两种元件。

三 近红外高光谱成像技术检测盐渍化砾类土主要步骤

(1)选取与采集土壤样品

选取与采集干旱、半干旱地区某地的典型样点，取土深度一般为0~10cm，样块方面积选取3.0m×3.0m，取样方法为在选取的样方中的中心以及四个角取500g土样，并进行混合均匀。将选取好的土样装入已经做好标记的塑料袋。再将其带到室内进行阴干以及研磨，完成后分成两份，一份使用近红外光谱测定，另一份用于土壤盐分测定。

(2)高光谱检测系统准备工作

在进行高光谱系统工作时，首先需要打开主电源并接通光谱仪的电源，将暗室灯光调至最大幅度，合理调节光谱仪的高度，利用USB接口连接装有相关配套软件地高光谱仪器及电脑的网口，进行设备检查工作，核查数据是否正常。

(3)土壤光谱数据采取

在成像光谱仪系统参数设置完成后，便可将土壤样品置放再测量平台上，在进行检测前需要检查样品放置物品的正确性，以及检查图片是否清晰，在完成这些工作后便可以进行土壤高光去图像数据采集。

(4)土壤盐分含量测定及相关模型建立

在进行土壤盐分含量测定时，需要参照相关文献，而计算的结果利用的是标准计算法来计算。进行土壤盐分含量测量时需要借助高光谱成像仪进行事前扫描，取得原始的光谱，再利用相关导数像一阶导数、二阶导数，以及对数对换、标准正态变量交换等处理方法进行光谱处理。

四 结语

总而言之，我国盐渍化情况主要发生在干旱、半干旱地区，而土壤盐渍化严重影响当地正常生产，降低土壤肥力，给畜牧业、农业等带来不少经济损失。本文主要介绍高光谱检测技术对盐渍化土壤的检测的具体原理及相关特点，以期对治理我国土壤盐渍化起到帮助。

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作者简介：石翔（1990-05-25），男，汉族，籍贯：陕西省西安市，当前职务：新疆克州G219项目总承包部计划合同部副主任，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：公路工程