保定市三县交接处土壤铅锌元素高光谱反演研究

作者：张亚龙; 黄照强^*; 倪斌; 江淼; 朱富晓

来源：中国矿业, 2023, 32(12): 82-91.

• 重金属污染
• 铅锌元素
• 高光谱遥感反演
• 偏最小二乘
• 反向传播神经网络

保定市清苑县、安新县和高阳县三县交汇处曾是钢铁冶炼加工区，由于多年的粗放式冶炼，导致该区存在一定的土壤重金属污染。首先，以三县交接处为研究区，通过土壤样品采集、土壤光谱测量与实验室铅元素、锌元素含量测定，获得研究区的基础数据；其次，对基础数据进行相关性分析、统计分析和模型建模反演；最后，利用偏最小二乘法和反向传播神经网络法两种建模方法建立铅元素、锌元素含量的定量估算模型。研究结果表明：通过Pearson相关分析得出六种光谱变换有利于高光谱波段与铅元素、锌元素含量建立相关关系的特征波段；综合六种光谱变换、偏最小二乘法和反向传播神经网络法，反向传播神经网络法能够提高土壤中铅含量、锌含量的预测精度；铅元素应用反向传播神经网络法基于连续统去除建立的估算模型为最佳估算模型，其中，建模精度R2为0.949，验证精度R2为0.980；锌元素应用反向传播神经网络法基于标准正态变换建立的估算模型为最佳估算模型，其中，建模精度R2为0.874，验证精度R2为0.957。经过研究，通过反向传播神经网络法建立的估算模型可为该地区开展土壤重金属铅元素、锌元素污染调查提供研究基础。

• 单位
  中国冶金地质总局矿产资源研究院