Progrès dans la recherche sur les modèles d’estimation des caractéristiques spectrales visibles–infrarouges à ondes courtes et physico-chimiques des sols miniers

PENG Sihan ,  

BAO Nisha ,  

ZHANG Fan ,  

LIANG Yusheng ,  

HU Zhenqi ,  

摘要

Les multiples problèmes tels que la dégradation de la structure du sol, la perte de nutriments et la pollution par les métaux lourds causés par l’extraction des ressources sont devenus des facteurs clés de la dégradation écologique dans les zones minières, limitant gravement la restauration de la végétation et la reconstruction des fonctions écosystémiques. Ces dernières années, la technologie de télédétection hyperspectrale visible et proche infrarouge à ondes courtes (VNIR-SWIR), grâce à ses avantages non destructifs, efficaces et de surveillance continue à grande échelle, a montré un grand potentiel pour la surveillance des propriétés physico-chimiques des sols et le diagnostic des problèmes dans les zones minières. Cet article expose systématiquement : (1) les caractéristiques physiques et chimiques et les réponses spectrales du sol durant la formation et l’évolution dans les zones minières ; (2) une synthèse des principes fondamentaux et de l’applicabilité des modèles empiriques, physiques et d’apprentissage machine couramment utilisés dans la modélisation spectrale et l’estimation quantitative ; (3) une discussion approfondie sur l’application des spectres en laboratoire, des spectres obtenus par drones et des spectres satellites dans la surveillance des caractéristiques nutritives du sol telles que la matière organique, l’azote total, ainsi que les polluants métalliques lourds. Les recherches montrent que la technologie hyperspectrale VNIR-SWIR combinée aux modèles d’estimation quantitative a permis d’améliorer significativement la précision de l’estimation des propriétés physico-chimiques clés du sol dans les zones minières, mais reste confrontée à des défis tels que l’instabilité de la précision, une faible adaptabilité régionale et des capacités de surveillance dynamique insuffisantes. À l’avenir, il faudra renforcer la compréhension mécanistique des réponses « sol-spectre », promouvoir l’intégration des données multisources, multi-plateformes/échelles et multi-temporelles, construire des systèmes de modélisation dynamique et développer des cadres génériques de télédétection capables de transfert spatio-temporel, afin de fournir un support technique solide pour la réhabilitation précise des terres minières et la restauration écologique durable.

关键词

sols miniers; télédétection hyperspectrale; nutriments du sol; métaux lourds dans le sol

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