區(qū)域土壤重金屬污染監(jiān)測方法研究

摘要：針對當(dāng)前土壤重金屬污染監(jiān)測獲取結(jié)果均方根誤差較高的問題，提出以遙感測繪為基礎(chǔ)的土壤重金屬污染監(jiān)測方法研究。依靠遙感衛(wèi)星獲取土壤污染監(jiān)測區(qū)域的遙感測繪影像，再通過動態(tài)統(tǒng)計區(qū)域合并算法，完成區(qū)域土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)的壘方位采集。在完成遙感測繪影像校正處理后，采用多維加速魯棒特征提取算法，提取影像包含的特征點，并計算反射峰高、吸收深度等光譜特征參數(shù)。經(jīng)過單變量回歸分析，得到土壤重金屬污染物含量監(jiān)測結(jié)果。應(yīng)用分析結(jié)果表明：應(yīng)用所提方法，監(jiān)測結(jié)果均方根誤差僅為0.06，符合土壤重金屬污染監(jiān)測要求。

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬污染；遙感測繪；監(jiān)測；端元提取

中圖分類號：X833 文獻標(biāo)志碼：B

前言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得農(nóng)作物產(chǎn)量和工業(yè)生產(chǎn)水平均得到提升，但也使得土壤重金屬污染嚴重。由于重金屬的自身特性，當(dāng)土壤中重金屬污染含量超標(biāo)后，難以快速降解。同時，重金屬還會通過食物鏈不斷循環(huán)累積，從而通過生態(tài)循環(huán)對人類健康產(chǎn)生極大的負面影響。為提出更好地重金屬污染解決措施，人們開始越來越重視土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)的研究，以實時、精準(zhǔn)的污染監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)，制定合理治理方案。文獻[3]針對目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域采集數(shù)百個土壤樣品，應(yīng)用環(huán)境磁學(xué)方法，結(jié)合多個環(huán)境磁學(xué)評價指標(biāo)進行綜合分析，獲取污染監(jiān)測結(jié)果。但是，該方法監(jiān)測時間較長。文獻[4]按照現(xiàn)行導(dǎo)則對研究區(qū)域設(shè)置多個監(jiān)測點，運用決策單元一多點增量采樣法，采集監(jiān)測點土壤混合樣品，并通過室內(nèi)制樣和實驗室分析，得出土壤重金屬污染監(jiān)測結(jié)果。研究結(jié)果表明，該方法監(jiān)測結(jié)果與實際污染情況之間存在較大誤差。文獻[5]獲取監(jiān)測區(qū)域的高光譜數(shù)據(jù)，在平滑處理后進行光譜變換，并提取不同變換光譜內(nèi)包含的特征波段。依托于逐步回歸法計算重金屬含量，完成重金屬污染監(jiān)測。但是，該監(jiān)測方法在不同區(qū)域應(yīng)用的穩(wěn)定性較差。為了滿足現(xiàn)代測繪工作越來越高的發(fā)展需求，遙感測繪技術(shù)開始得到廣泛應(yīng)用，有效提升了測繪工作的便利性。因此，文章中在土壤重金屬污染監(jiān)測過程中融入遙感測繪技術(shù)，得到準(zhǔn)確的污染監(jiān)測結(jié)果。