多尺度土壤质地与光谱空间非平稳性关系探究

郑嵛珍，陈奕云，陈 敏，吴子豪，蒋江俊男

（1.武汉大学资源与环境科学学院/自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室/地理信息系统教育部重点实验室，武汉 430079；2.广州市城市规划勘测设计研究院，广州 510060）

土壤与人类的生存和发展有着密切联系，在解决全球现实问题，尤其是粮食安全、水安全、气候变化、生物多样性等方面，土壤居于中心地位［1］。在全球可持续发展目标（Sustainable development goals，SDGs）中，有多个目标与土壤密切相关，人类社会已经认识到，科学合理地利用和管理土壤信息对人类自身的生存和可持续发展至关重要［2］。土壤质地是土壤重要的物理属性，也是陆面过程模拟的关键参数，对土壤结构、孔隙状况、保肥性、保水性、耕性等均有显著影响［3］。有效地获取、存储、表达、传输与分析土壤质地信息，理解和表征土壤质地的空间变化信息，能为粮食安全、生态文明建设、乡村振兴、精准扶贫等国计民生提供重要决策支持［4，5］。

传统土壤质地信息获取具有周期长、成本高、过程复杂等显著性缺点，难以进行大范围、高覆盖度的重复调查。基于高光谱技术，可以快速获取土壤属性性质及其空间分布特征。高光谱在土壤研究中的应用历史可以追溯到19世纪20—30年代［6］。随后，人们开始利用反射光谱研究土壤含水量、土壤组分、粒径及有机质含量。自20世纪60年代起，研究者基于可见光-近红外（Vis-NIR）光谱较为成功地反演了一系列土壤理化属性。如今高光谱技术被广泛地用于反演土壤中有机质含量、含水量、重金属及土壤质地等方面的研究［7-13］。……