水稻叶绿素遥感反演及其与土壤重金属的相关性研究

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1、学校代号10536学号12101030007分类号P236密级公开硕士学位论文水稻叶绿素遥感反演及其与土壤重金属的相关性研究学位申请人姓名周铮鹏所在学院交通运输工程学院指导教师郭云开教授学科专业测绘科学与技术研究方向摄影测量与遥感理论及应用论文提交日期2015年4月6日学校代号：10536学号：12101030007密级：公开长沙理工大学硕士学位论文水稻叶绿素遥感反演及其与土壤重金属的相关性研究学位申请人姓名周铮鹏指导教师郭云开教授所在学院交通运输工程学院专业名称测绘科学与技术论文提交日期2015年4月6日论文答辩日期2015年5月16日答辩委员会主席秦建新教授Remo

2、teSensingQuantitativeInversionoftheChlorophyllofPaddyandResearchontheCorrelationbetweenChlorophyllandSoilHeavy-metalbyZHOUZhengpengB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinSurveyingScienceandT

3、echnologyinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorGUOYunkaiApril,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进巧研究所取得的。研巧成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出垂要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。木人完全意识到本声明的法律后果由本人承扭。；作者籍名：日期＞ｆ年月＞日词舞瞒＾学位论文版枚使用授权书本学位

4、论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论义的规定，同患学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理王大学可ｙｘ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。同时，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文授权中岡科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、。保密□，在年解密后适用本授权书２、不保密囚。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）又－：作者签名：词皆加多日期年＞月日＾导师签名：日期月摘

5、要长期以来，工业区的农田一直遭受不同程度的重金属污染，随着人们健康意识的加强，毒大米、镉大米等粮食安全问题越来越受到关注。耕地重金属污染威胁人民健康，监测和治理迫在眉睫。叶绿素含量是植物光合作用、生长状况和环境胁迫的重要指示剂，监测重金属胁迫下的叶绿素含量变化，可以确定重金属胁迫水平，从一定程度上能够实现耕地重金属污染的监测。本文首先对叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶面积指数（LAI）、平均叶倾角、干物质含量和等效水含量等PROSAIL模型的输入参数进行了敏感性分析，得出LAI和叶绿素的敏感性最强。水稻冠层反射率光谱，在可见光波段对叶绿素的敏感性较强，相比较而言，其他参数

6、对水稻冠层光谱反射率的影响较弱。其次以敏感性分析为基础，利用PROSAIL模型构建LAI-叶绿素查找表，与经过预处理的遥感影像水稻冠层反射率进行匹配，实现水稻叶绿素的反演，反演结果与实测值吻合，相关性为0.69。考虑到重金属与水稻叶绿素存在密切的内在生化机理关系，因此对水稻叶片叶绿素实测值和Zn、Cu、Cd、As四种重金属含量的实验室化验结果进行相关分析，发现四种重金属元素与水稻叶绿素具有较强的负相关性。利用两者的相关性及叶绿素含量对应的土壤重金属含量，将水稻叶绿素遥感反演结果进行分级，将分级结果作为依据，对土壤重金属胁迫水平进行分级；同时根据叶绿素含量实测结果进行重金

7、属胁迫分级，对比发现基于叶绿素遥感反演结果的重金属污染水平分级与实测分级结果基本一致。物理模型的水稻叶绿素反演结果能够定量化且具有较高精度，水稻叶绿素与土壤重金属也具有较强的相关性，鉴于利用水稻叶绿素反演结果的土壤重金属污染水平分级与实际分级结果的一致性，该方法在耕地土壤重金属的监测与评价中具有重要参考价值。关键词：重金属；污染；水稻；叶绿素；PROSAIL模型；定量反演IABSTRACTThefarmlandinindustrialareahasbeensufferingfromtheheavy-metalpollutionforalo