衛(wèi)星遙感支撐地球健康體檢

文 | 李志忠 洪增林 陳霄燕 劉拓 孫萍萍 趙瑋 趙君 王建華 賈俊

1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心 2.陜西省地質(zhì)調(diào)查院

3.中國地質(zhì)調(diào)查局西部綠色發(fā)展研究院 4.中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院

一、引言

眾所周知，空間遙感技術的發(fā)展為人類提供了從宏觀角度認識地球的新方法與新手段?，F(xiàn)在可以把地球作為一個完整的系統(tǒng)，來研究地球各圈層的空間結構、相互作用及耦合關系，通過遙感數(shù)據(jù)的定性定量分析，解決地球的資源與環(huán)境等問題。隨著人類活動的不斷加劇，已逐步影響到地球的健康狀況，急需開展有效的地球健康診斷、識別與評估，這就需要充分利用衛(wèi)星遙感體系的整體效能，獲悉地球健康狀態(tài)，對地球進行全面體檢。

地球健康體檢已成為21世紀地學研究的重點，譜遙感地球健康體檢即綜合運用衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面站點、手持終端、巖心光譜掃描等多種監(jiān)測手段，基于數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)協(xié)同等關鍵技術，形成一整套天空地一體化的光譜探測裝備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，構建對中國和全球重點區(qū)域監(jiān)測體系，并通過云服務和計算資源保障等，實現(xiàn)對地球健康實時監(jiān)測；研究危害人體健康的地表表層環(huán)境的形成條件、作用機理、分布特點、時空變化規(guī)律，進而可用于分析環(huán)境條件與元素余缺、人體狀態(tài)的關系，以及環(huán)境演化特點、方向和可變性，為人類科學開發(fā)資源、打造宜居宜業(yè)環(huán)境和防控疾病、應對重大災害等提供依據(jù)。

二、地球健康體檢與健康地學

1.譜遙感與健康地學

譜遙感地球健康體檢技術是健康地學的重要內(nèi)容，主要利用遙感等技術手段開展區(qū)域乃至全球的重大自然變化監(jiān)測，具有很高的動態(tài)性和時效性，可以為健康地學提供重要基礎數(shù)據(jù)，是健康地學研究的重要手段和工具。

健康地學屬環(huán)境地球科學領域，是地學、環(huán)境學、生態(tài)學、醫(yī)學等多門類交叉學科，主要研究自然環(huán)境與人類健康領域的關鍵科學問題。人是地球生物圈的一員，與巖石圈、水圈、大氣圈和其他生物種群共同構成了地球生態(tài)系統(tǒng)。人類的健康也往往有著地域特征，與氣候、地質(zhì)條件等地理學背景密切相關。因此通過研究環(huán)境中各種元素的來源、聚集、運移，從地質(zhì)角度尋找解決的技術方法，從而達到土壤或特定地質(zhì)資源的健康利益產(chǎn)出最大化和有毒有害物質(zhì)污染及人類暴露最小化，并以此為人體健康、土地規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、經(jīng)濟建設提供數(shù)據(jù)和技術支撐[1]。

2.地球健康體檢的主要內(nèi)容

地球關鍵帶是陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤圈及其與大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈物質(zhì)遷移和能量交換的交匯區(qū)域，也是維系地球生態(tài)系統(tǒng)功能和人類生存的關鍵區(qū)域，依據(jù)地球關鍵帶理論，將生物、土壤、水體、大氣、地質(zhì)體結構和地質(zhì)災害等作為地球體檢的重點。借助譜遙感數(shù)據(jù)獲取覆蓋廣、速度快、光譜連續(xù)且蘊藏信息豐富等優(yōu)勢，可從如下方面開展譜遙感地球健康體檢項目。

（1）土地健康監(jiān)測

根據(jù)地球健康體檢的技術標準體系，基于無人機高光譜遙感技術與土壤地球化學調(diào)查技術協(xié)同進行土壤水分、有機碳、土壤鹽漬化、荒漠化監(jiān)測、重金屬及農(nóng)藥污染等監(jiān)測評估[2-3]，查明土壤地球化學元素異常分布區(qū)域，構建關聯(lián)模型，從而實現(xiàn)廣域范圍的宜居土壤等級評價，為人體健康、土地規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、經(jīng)濟建設提供數(shù)據(jù)和技術支撐。

（2）流域性水體健康監(jiān)測

融合多源光學衛(wèi)星影像，獲取不同尺度水體空間分布特征，有助于流域水體健康監(jiān)測及系統(tǒng)分析，具體可應用于：水域邊界監(jiān)測。通過比較多期岸線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水域邊界動態(tài)變化監(jiān)測，分析水體季節(jié)性變化特點，為汛期災害防治、政府部門水域利用監(jiān)管提供科學支撐；水質(zhì)參數(shù)動態(tài)監(jiān)測。分析一定波段內(nèi)水體的輻射值而獲得其光譜特性，據(jù)此建立相應的水質(zhì)參數(shù)（泥沙含量、葉綠素濃度等）反演算法，從而實現(xiàn)各項水體水質(zhì)參數(shù)動態(tài)監(jiān)測，對區(qū)域水環(huán)境健康狀況進行等級評價。

（3）大氣污染環(huán)境健康監(jiān)測

基于星載高光譜等遙感技術全球覆蓋的特點，利用相應波段的高光譜數(shù)據(jù)對二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）等主要污染氣體和二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等溫室氣體進行定量反演，實現(xiàn)溫室氣體排放點源及排放量檢測、大氣污染物的空間分布監(jiān)測及發(fā)展態(tài)勢[4]。

（4）地質(zhì)災害識別與監(jiān)測

采用多頻段、多參數(shù)的天空地一體化觀測技術，充分運用高分辨率光學影像、航空影像、衛(wèi)星合成孔徑雷達干涉（InSAR）、高光譜影像、激光雷達（LiDAR）等對地觀測手段，與地球物理、地面常規(guī)探測和觀測手段有機結合，有效判讀地質(zhì)災害孕災背景、災害特征、變形速率以及發(fā)展趨勢等信息，為地質(zhì)災害識別、監(jiān)測、防治、評價以及突發(fā)地質(zhì)災害應急處置等提供決策依據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[5]。

最終從土壤、水、大氣和生態(tài)環(huán)境健康監(jiān)測出發(fā)，建立典型區(qū)地球健康特征光譜庫和樣本庫，并開展天空地一體化遙感調(diào)查與評價。構建地球健康評價要素與評價指標體系，研發(fā)譜遙感儀器并建設地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡及應用示范基地，確定健康地球的光譜譜系，進而完善地球健康高光譜評價技術體系，構建一套應用于大氣圈、土壤圈及水圈等生態(tài)環(huán)境的天空地地球健康體檢綜合標準體系框架，實現(xiàn)地球健康綜合評價。

三、衛(wèi)星遙感技術與地球健康體檢

1.遙感數(shù)據(jù)源不斷改善

目前對地觀測（遙感衛(wèi)星）數(shù)據(jù)應用種類繁多，衛(wèi)星遙感技術已顯現(xiàn)出高空間分辨率、高光譜分辨率等新特征。

高空間分辨率對地觀測。高空間分辨率對地觀測技術可滿足細節(jié)管理要求，用于自然資源、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、軍事等領域的精細信息獲取。國際上除常用美國陸地衛(wèi)星（Landsat）/TM 30m，法國斯波特衛(wèi)星（SPOT）2.5～20m，Landsat/ETM（全色波段）15m等多光譜數(shù)據(jù)外，應用較廣的高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)以美國世界觀測衛(wèi)星（WorldView）（2007—2016）系列遙感衛(wèi)星0.3～0.5m、美國地球眼衛(wèi)星（GeoEye）（2008）0.5m數(shù)據(jù)為代表，能夠提供亞米級分辨率的高清晰地面圖像。隨著中國空間技術的快速發(fā)展，2014年發(fā)射的高分二號（GF-2）衛(wèi)星全色譜段星下點空間分辨率達到0.8m，邁入了亞米級時代。

高光譜分辨率對地觀測。高光譜遙感器成像光譜儀可獲取連續(xù)的幾十個甚至幾百個光譜通道的地物輻射信息，因此具有“圖譜合一”的特性，使地物目標的屬性信息探測能力有所增強。常用的高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)的光譜范圍在350～2500nm，覆蓋可見光、近紅外、短波紅外光譜。我國2018年發(fā)射的高分五號（GF-5）衛(wèi)星攜帶了國際首臺寬譜寬幅星載高光譜成像載荷，突破了寬譜寬幅低畸變高靈敏度高光譜成像關鍵技術[6]。2021年我國先后成功發(fā)射高分五號02星及5米光學02星（資源一號02E星），全面提升我國大氣、水體、陸地的高光譜觀測及自然資源定量化調(diào)查監(jiān)測能力，支撐及時掌控自然資源數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)狀況及變化趨勢，滿足在環(huán)境綜合監(jiān)測等方面的迫切需求。

2.衛(wèi)星遙感技術應用不斷深化

目前衛(wèi)星遙感已進入了“精致為用”的新發(fā)展階段，新型探測手段不斷涌現(xiàn)，人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術與遙感技術深度融合，已在國土資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、防災減災、城鄉(xiāng)規(guī)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)等方面得到廣泛應用[7]。陸地生態(tài)監(jiān)測方面，我國利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在全國范圍內(nèi)開展多次土地資源監(jiān)測調(diào)查工作；早在2000—2002年，國家環(huán)境保護總局先后組織開展中國西部和中東部地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀遙感調(diào)查[8]，專家學者利用遙感、GIS技術方法分析土地利用和景觀格局時空變化特征及生態(tài)效益評估等；土地質(zhì)量監(jiān)測方面，專家學者基于土壤光譜特征，在土壤物質(zhì)成分識別和定量反演、土地質(zhì)量綜合評價、土壤類型劃分和制圖等方面開展了研究分析。

2018年，中國地質(zhì)調(diào)查局在黑龍江省海倫地區(qū)開展航空高光譜遙感土壤調(diào)查，反演影響土地質(zhì)量的養(yǎng)分、有益元素、有害元素含量，對黑土地質(zhì)量進行了綜合評價[2-3]；典型湖泊生態(tài)監(jiān)測方面，學者綜合利用MODIS等多源遙感數(shù)據(jù)對內(nèi)陸湖泊開展了水華、水質(zhì)、富營養(yǎng)化等遙感監(jiān)測[9]；大氣環(huán)境監(jiān)測方面，利用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析區(qū)域NO2、CH4等溫室氣體時空變化特征，構建氣溶膠光學厚度（AOT）等反演模型，實現(xiàn)區(qū)域大氣環(huán)境污染動態(tài)監(jiān)測[4]；在農(nóng)業(yè)方面，國內(nèi)外學者通過無監(jiān)督模式（聚類分析、自組織神經(jīng)網(wǎng)絡等）、有監(jiān)督模式以及半監(jiān)督模式等進行作物識別，并開展作物長勢監(jiān)測、作物災害監(jiān)測以及作物產(chǎn)量估測等工作。

隨著對地觀測技術的不斷更新發(fā)展，高光譜成像技術也將進一步得到提升。建立寬譜寬幅高光譜成像體系，提出更多新型分光方式，突破熒光探測載荷等各領域難題，均為高光譜成像技術未來發(fā)展方向。以星載熒光超高光譜探測技術研發(fā)為例，若實現(xiàn)該技術的突破，將會提高葉綠素熒光監(jiān)測、溫室氣體污染等動態(tài)監(jiān)測和預報的精度及效率，更利于地球健康環(huán)境監(jiān)測，可為全球植被碳匯精準評估，碳中和目標的早日實現(xiàn)提供技術有力支撐。未來可選擇有較強應用推廣前景的典型地區(qū),與地方區(qū)域開展應用集成研究，建立地方性遙感綜合監(jiān)測系統(tǒng)，提高對重大問題的預見和處理能力，也是對地觀測技術應用不斷深化的重點方向。

3.健康地球的光譜譜系和技術標準體系正在建立

為了能更好地重建健康地物光譜，提高健康地物光譜重建精度并對其真實性進行評價，需要建設一個具有國際先進水平、長期穩(wěn)定可靠、開放的國家級光譜遙感幾何和輻射定標及綜合試驗場。要通過真實性檢驗場網(wǎng)等基礎設施，采集全球典型地區(qū)及典型地物的特征光譜作為“真值”，并建立相應的特征光譜庫和樣本庫，從而形成健康地球的光譜圖庫。

目前已開展建立地球健康體檢的技術標準建設,按照綜合標準化研究的方法，構建一套應用于大氣圈、土壤圈及水圈等生態(tài)環(huán)境的天空地地球健康體檢綜合標準體系的框架。利用構建的地球健康指標光譜分析系統(tǒng)，結合地球健康檢查指標體系，可對全球典型地區(qū)的土壤養(yǎng)分、物化特性、生產(chǎn)力質(zhì)量和水環(huán)境、大氣環(huán)境、礦山環(huán)境等進行分析與評價。

四、基于遙感技術的地球健康體檢

1.高精度小型化光譜傳感器的研發(fā)

衛(wèi)星遙感技術通過運用傳感器/遙感器對物體實現(xiàn)目標和非接觸目標地物電磁波的輻射、反射特性信息的獲取。傳統(tǒng)大型航天、航空多/高光譜傳感器，雖然可實現(xiàn)大面積同步觀測，且時效性強、獲取信息受限條件少，但是也具有體積質(zhì)量大、數(shù)據(jù)獲取成本較高、數(shù)據(jù)精細程度不足等缺點。因此需加強便攜式高精度小型光譜傳感器的研發(fā)，以滿足便攜和實時性高精度檢測需求。手持高精度小型化光譜傳感器、輕小型無人機航空器等具有起飛環(huán)境要求低、實時性好、低空成像等優(yōu)點，是衛(wèi)星、有人機、地面高光譜遙感的有效補充。

2.地基地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡

地基遙感監(jiān)測平臺一般搭建于地表或地面以下，可以通過化學分析或光譜測量監(jiān)測多種土壤、大氣等參數(shù)。結合全球相關站點和我國真實性檢驗場網(wǎng)及生態(tài)考察站網(wǎng)，如農(nóng)/牧/林/草業(yè)科技站網(wǎng)、國家或行業(yè)野外監(jiān)測站網(wǎng)、水文/驗潮站等，構建便攜式地面遙感設備建設等遙感平臺網(wǎng)與地面監(jiān)測眼。同時可依據(jù)區(qū)域特點按不同密度布設不同范圍的地面監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)，包括地表及地下各類傳感器的布設（如聯(lián)網(wǎng)葉面積指數(shù)—LAINet傳感器、多功能植被指數(shù)—VINet傳感器、土壤溫濕度—SoilNet傳感器、聯(lián)網(wǎng)物候相機—PhotoNet傳感器、聯(lián)網(wǎng)光譜儀—SpectralNet傳感器等）及地表氣象站點、全自動太陽光度計等儀器的搭建，實現(xiàn)地物高光譜信息的聯(lián)網(wǎng)自動觀測及土壤溫濕度、地表植被、太陽和天空輻射亮度、氣候降水、蒸散發(fā)等參數(shù)的實時動態(tài)監(jiān)測，以生成地表與大氣環(huán)境的地基地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡。

3.空基地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡

采用空天同步，利用航空、航天器搭載傳感器，可在全球及區(qū)域尺度上反映觀測對象的宏觀分布趨勢。通過譜遙感衛(wèi)星星座組網(wǎng)建設、航空及輕小型無人機遙感建設，聯(lián)合國內(nèi)外相關優(yōu)勢技術力量，構建空基地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡。

以衛(wèi)星遙感為主，結合航空和地面遙感手段，形成長期穩(wěn)定運行的天空地監(jiān)測體系，通過搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺，采用北斗、移動通信、ZigBee無線組網(wǎng)技術進行通信和數(shù)據(jù)傳輸，形成協(xié)同觀測、技術交流、資料交換、數(shù)據(jù)共享、設施聯(lián)網(wǎng)、開發(fā)利用等合作機制，實現(xiàn)對地球健康長期穩(wěn)定、全面可靠、精準實時的有效監(jiān)測[10]。

4.特征光譜重建與地球健康診斷評價

利用高光譜遙感數(shù)據(jù)，進行地物特征光譜重建與評價，將傳感器記錄的DN值轉(zhuǎn)化為地物的本征光譜。除常規(guī)的波段匹配與校正、壞線修復、幾何與輻射校正、噪聲去除、遙感器定標等處理外，更需進行圖像光譜真實性評價，即利用健康地球的光譜圖庫對處理后形成的圖像光譜進行比對，評價其失真度并進行修正[10]。

基于遙感技術的各地球生態(tài)健康指標監(jiān)測及信息特征提取，可通過遙感影像分類和特征參數(shù)定量反演等來實現(xiàn)。遙感影像分類方法主要有包括指數(shù)法、監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類在內(nèi)的傳統(tǒng)算法，對野外實測數(shù)據(jù)和先驗知識具有較強的依賴性；新型算法主要包括面向?qū)ο蟆⑸窠?jīng)網(wǎng)絡、決策樹、專家系統(tǒng)分類、隨機森林、支持向量機和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡分類等，對樣本質(zhì)量和人工智能技術有較強的依賴性，結合各站點實地采集數(shù)據(jù)，進行信息提取，生成數(shù)據(jù)集，進行后續(xù)分析[10]。

基于獲取的地球體檢遙感參數(shù)數(shù)據(jù)信息，構建地球健康評價體系并進行綜合診斷評估分析，針對全球環(huán)境具有重大影響的土壤和生態(tài)環(huán)境，利用構建的地球健康指標光譜分析系統(tǒng)，對全球典型地區(qū)的土壤養(yǎng)分、物化特性、生產(chǎn)力質(zhì)量和水環(huán)境、大氣環(huán)境、礦山環(huán)境、林草/濕地、荒漠化/沙化、污染狀況等，結合地球健康檢查指標體系進行分析與綜合診斷評價。

五、地球健康體檢區(qū)域示范

本文選取黃河中上游地區(qū)、全球黑土關鍵帶地區(qū)作為典型示范區(qū)開展地球健康體檢示范應用，重點圍繞土壤、山體關鍵帶的綜合監(jiān)測需求，充分利用衛(wèi)星、航空、地面高光譜遙感及地球化學調(diào)查等技術，以“土壤質(zhì)量+生態(tài)環(huán)境”為核心，開展面向地球健康狀況的高光譜數(shù)據(jù)光譜重建與評價，完成土地健康監(jiān)測及地質(zhì)災害監(jiān)測。

1.黃河中上游地區(qū)土地健康監(jiān)測

黃河流域是我國重要的生態(tài)屏障和重要的經(jīng)濟地帶，黃河源頭三江源是我國重要的生態(tài)安全屏障，由于黃河中游地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失等問題突出，亟待系統(tǒng)開展黃河中上游地球健康監(jiān)測工作。

據(jù)黃河中上游地區(qū)土地調(diào)查與健康監(jiān)測，區(qū)內(nèi)98.23%的土地無重金屬污染風險，適宜綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。因礦山開采、人為活動和地質(zhì)背景等原因，在白銀和銅川、蘭州和西安、拉脊山等地存在不同程度的點狀污染。區(qū)內(nèi)一等優(yōu)質(zhì)土壤1221.15萬畝，占比18.91%，土壤養(yǎng)分以氮（N）元素缺乏為主；圈定綠色富硒（Se）土地1304.89萬畝（硒含量≥0.3mg/kg），為黃河中上游糧食安全、特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎。

選取甘肅白銀市為典型區(qū)，區(qū)內(nèi)因礦山開采造成土地污染嚴重，為實現(xiàn)區(qū)內(nèi)土壤生態(tài)風險的長期動態(tài)監(jiān)測，應用衛(wèi)星高光譜技術開展了區(qū)內(nèi)土壤重金屬反演，構建了鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）的多光譜預測模型并開展了四龍鎮(zhèn)土壤環(huán)境質(zhì)量評價。結果表明，鉛、砷、鎘元素含量都在一定程度上出現(xiàn)了超標，其中鎘元素超標比較嚴重；高重金屬含量在區(qū)域范圍內(nèi)沒有呈現(xiàn)聚集特征，而是分散分布于區(qū)內(nèi)的不同位置[5]。

2.黃河中上游地區(qū)地質(zhì)災害監(jiān)測

在黃河中上游地區(qū)采用不同數(shù)據(jù)源的遙感影像開展了不同精度的地質(zhì)災害解譯與識別。遙感解譯過程中，綜合考慮形狀、大小、顏色、紋理、位置以及與周邊地物的位置關系，基于斯波特五號衛(wèi)星（SPOT-5）或資源三號衛(wèi)星（ZY-3）數(shù)據(jù)開展地質(zhì)災害與環(huán)境地質(zhì)條件解譯，確定地質(zhì)災害種類（圖1），劃分重點調(diào)查區(qū)和一般調(diào)查區(qū)；基于快鳥（QuickBird）或艾科諾斯（IKONOS）衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展精細化解譯，服務重點區(qū)域 1∶1萬高精度地質(zhì)災害調(diào)查。

圖1 基于資源三號衛(wèi)星的不同類型地質(zhì)災害遙感影像（陜西寶雞）

綜合遙感解譯、現(xiàn)場核查與調(diào)查結果顯示黃河中上游共發(fā)育有滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害20504處，其中滑坡10517處，崩塌5768處，泥石流4579處。在此基礎上，利用數(shù)字高程模型（DEM）進行坡度、坡高、坡向等信息提取，識別危險坡段，結合地形地貌、地層巖性、斷裂、地震、降雨和人類工程活動等信息，開展地質(zhì)災害易發(fā)性區(qū)劃或風險評價[5]。

3.全球黑土關鍵帶調(diào)查與監(jiān)測

全球黑土地主要發(fā)育在中緯度地區(qū)，由于其富含有機質(zhì)，且土壤肥沃，是世界糧食安全的重要保障地區(qū)。經(jīng)過多年高強度開墾，使得黑土地面臨著很嚴重的退化問題，例如土壤侵蝕、鹽堿化等，也有部分黑土地由于工業(yè)活動受到污染。因此，全球黑土地資源急需搶救性的調(diào)查和監(jiān)測，明確保護方法，并做好可持續(xù)的土地利用規(guī)劃。在全球黑土關鍵帶（建三江、拜泉、海倫等多地）進行了衛(wèi)星、航空、地面高光譜、地球化學分析準同步數(shù)據(jù)采集，構建了土壤質(zhì)量航空高光譜綜合評價模型，開展了地物特征光譜重建與評價工作，實現(xiàn)全球黑土關鍵帶遙感調(diào)查與健康監(jiān)測[2-3]。

應用高光譜短波紅外航空光譜成像儀（SASI）資料，根據(jù)鉀（K）、Se、粘土礦物之間的相關性及其光譜特征，通過逐步回歸模型，對黑龍江省建三江創(chuàng)業(yè)農(nóng)場中黑土的 K、Se及粘土礦物含量進行了預測，結果表明，利用粘土礦物光譜反演，結合實際地球化學分析結果，可準確預測土壤中硒含量。與傳統(tǒng)地球化學圖像預測相比，該方法具有更高的預測精度。并以海倫市農(nóng)田黑土土壤為研究對象，利用111個土壤樣本的地球化學測試數(shù)據(jù)和地面高光譜數(shù)據(jù)，探索土壤重金屬與氧化鐵的吸附賦存關系，構建基于氧化鐵反演的土壤重金屬間接反演模型，對重金屬含量模型反演輸出值與重金屬實測值進行擬合比對，探討微量重金屬間接定量反演模型的可行性和準確性。

六、結語

健康地球的光譜譜系和技術標準體系尚在建立，對于綜合運用衛(wèi)星、航空、地面站點等多種遙感監(jiān)測手段，實現(xiàn)譜遙感地球體檢各項目監(jiān)測的同時還需確定的參考值，即健康地球的光譜譜系，天空地一體化區(qū)域范圍內(nèi)監(jiān)測體系的構建有待完善。未來衛(wèi)星遙感地球健康體檢要充分利用天空地一體化技術，分層次開展長時間序列大面積動態(tài)監(jiān)測，以及重點區(qū)生物、巖石、森林、土壤和水資源等專項模型構建與監(jiān)測；推動申報“健康地球重大國際計劃”；研發(fā)譜遙感儀器并建設地球健康光譜監(jiān)測網(wǎng)絡及應用示范基地；將地質(zhì)學、遙感學、生態(tài)學、土壤學、氣象學等學科與技術有效結合，實現(xiàn)真正的協(xié)同和融合，為建設美麗中國、宜居地球，推動人與自然和諧共生作出貢獻。