新疆盐渍土地分布广、 面积大, 在这些盐渍土地上生长着多种类型的盐生植物, 它们对改良盐渍土地、 维护生态稳定、 促进生态平衡具有重要的现实意义。 有关研究表明, 许多盐土植物大量吸收钠, 钠与钾都能增加细胞渗透压, 以适应高盐环境, 产生膨压而促进细胞的伸长, 因而对其生长是有益的, 能部分代替钾的功能。 因此掌握盐生植物的钠特征, 有助于了解盐生植物对生态环境的长期适应和响应, 使用高光谱技术实现有效诊断叶片钠特征。 首先, 对实测冠层高光谱数据, 采用离散小波变换（DWT）和db5小波对原始光谱进行9层小波分解, 求取最佳分解层数为5层。 其次, 对光谱数据进行5层db5小波分解, 对分解后的高频分量和低频分量建立了小波植被指数, 筛选出可敏感表征钠离子含量的小波植被指数。 最后, 利用SVR, LS-SVR, PSO-SVR和PSO-LS-SVR模型建立盐生植被钠离子含量的估算模型, 并与由原始光谱构建的光谱植被指数建立的估算模型进行比较。 此外, 引入偏最小二乘回归模型PLSR作为对比, 评价参数优化的支持向量机方法在高光谱技术估测盐生植被叶片钠离子含量的优势。 结果表明： （1）5种模型预测结果表明, PSO能有效优化SVR和LS-SVR模型参数（c, g）, 提高模型精度和预测能力, 优化后的模型具有预测精度高、 泛化能力强以及稳健性能好等特点。 （2）综合小波指数构建的模型是综合多尺度、 多分辨率数据的反演模型, 其能从不同侧面反映植被的信息, 因而综合小波指数构建的4种模型优于单一小波指数构建的模型。 （3）对比两种类型的植被指数反演结果, 单一小波植被指数构建Na+含量的预测模型可取得较好的预测效果, 单一光谱指数估测Na+含量效果不佳, 这是因为小波变换可以减少原始光谱的噪声, 凸显光谱的细节信息, 增强其反演Na+含量的精度； 综合小波植被指数构建的模型精度和预测效果优于综合光谱指数构建的模型, 原始光谱经小波变换后, 可凸显更多的细节信息, 提高高光谱反演叶片Na+含量的能力。

土壤盐分是衡量土壤质量的要素, 也是作物生长发育的基本条件。 因此, 迫切地需要一种可以快速了解土壤盐分含量（SSC）的方法。 针对艾比湖湿地自然保护区, 基于Landsat8 OLI多光谱遥感影像, 以该研究区36个土壤表层样品的盐分含量为数据源, 选择相关性较好的多光谱遥感指数分析研究区土壤盐分分布状况, 并将其分别与实测SSC构建线性、 对数、 二次函数模型, 进而优选精度最高的模型来反演该研究区SSC。 结果表明: （1）在多光谱遥感指数中, 与SSC相关性最高的是增强型植被指数（EVI）, 其相关性范围为（-0.70~-0.67）; 其次是传统型植被指数（TVI）, 其范围为（-0.58~-0.46）; 土壤盐分指数（SI）与SSC的相关性最低, 其范围为（-0.45~0.16）, 其中SI3和SI4与SSC均没有相关性。 （2）将实测土壤盐分值所反演的分布图与EVI对比分析, 发现在西北、 正南方向的艾比湖湖边周围和东北方向盐池桥的SSC均较高, 其EVI的值较低, 说明通过该研究区实测土壤盐分值所反演的盐分分布图与EVI的空间分布结果较为一致, 表明EVI对该地区土壤盐分具有一定的敏感性, 能较好地反演SSC的空间分布; （3）分别将三种EVI与实测SSC建模分析比较, 发现SSC与增强型比值植被指数（ERVI）所构建的二次函数模型最好; 其验证集的决定系数（R2）为0.92, 均方根误差（RMSE）为2.48, 相对分析误差（RPD）为2.09, 模型精度较高、 稳定性较为可靠, 相比之下, 说明ERVI对该湿地自然保护区土壤盐分有更高的敏感性, 可以用来预测该区域SSC, 从而进行空间反演。 在TVI中加入Landsat8多光谱遥感影像的b6和b7波段, 得到EVI, 以此来反演SSC是可行的, 且比传统可见光和近红外波段所构建的植被指数反演效果更好。 因此该研究不仅可以为遥感反演提供理论参考, 而且对该地区SSC的定量估算和动态监测具有重要的意义, 也可作为其他区域SSC预测反演的备选方案。

荒漠地区由于气候干燥, 降水稀少, 水分常成为制约植被生长的因素之一, 水分胁迫对植物长势和产量的影响比任何其他胁迫都要大。 随着高光谱技术的发展, 国内外已有众多学者利用高光谱数据研究植被遭受胁迫作用, 然而这些研究对象多集中于甜菜、 棉花、 玉米、 水稻等作物, 针对干旱区盐生植被遭受胁迫作用的研究较少。 梭梭作为荒漠、 半荒漠地区的典型盐生植被之一, 具有极高的经济和生态效益。 选择梭梭作为研究对象, 培育一年生梭梭, 并设置三个水分梯度, 形成受不同水分量胁迫的梭梭。 使用原始光谱、 红边位置参数, 结合植被指数及二维相关光谱研究其叶片光谱特征, 为干旱区利用高光谱遥感监测盐生植被提供借鉴。 结果表明: （1）分析梭梭叶片反射光谱曲线发现, 在可见光至中红外各波段范围内, 受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。 在可见光（350～610 nm）波段, 各水分处理的梭梭叶片反射率依次为100 mL>500 mL>200 mL, 这是由于100和200 mL水分促进梭梭内部叶绿素合成, 使该波段反射率降低, 而过多的水分（500 mL）对梭梭内部的叶绿素合成没有更大的促进作用。 在红光区（611～738 nm）, 随着水分量的增多, 受不同水分量胁迫的梭梭叶片光谱反射率依次减小。 在738～1 181和1 228～1 296 nm波段, 受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为: 200 mL>100 mL>500 mL; 在1 182～1 227 nm波段, 受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为: 100 mL>200 mL>500 mL。 这是由于植被细胞结构对近红外区域的反射率影响较大, 因而受不同水分胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。 在1 300～1 365和1 392～1 800 nm波段, 受各水分胁迫作用的梭梭叶片反射率为: 100 mL>200 mL>500 mL。 这表明在500 mL水分胁迫量范围内, 水分越多, 叶子的细胞液、 细胞膜对水分的吸收能力越强, 使得反射率下降。 通过对原始光谱求取一阶导数并提取红边位置参数发现, 各水分处理下的梭梭叶片一阶微分光谱曲线中红边位置未发生移动。 这是由于梭梭在长期的干旱环境影响下, 形成了特殊的适应机制, 水分对其红边位置影响不敏感。 （2）选取若干植被指数分析各水分处理下的梭梭光谱指数变化。 当水分胁迫量由100 mL增至200 mL时, WI/NDWI, MSI和NDII指数值变化显著, 可用于研究水分胁迫下梭梭的光谱特征。 （3）使用二维相关光谱技术分析受各水分胁迫作用的梭梭光谱特征, 得出在100 mL水分胁迫下, 在536, 643, 1 219和1 653 nm波段处, 吸收峰对水分的微扰敏感; 在200 mL水分胁迫下, 在846和1 083 nm波段处, 吸收峰对水分的微扰敏感; 在500 mL水分胁迫下, 在835和1 067 nm波段处, 吸收峰对水分的微扰敏感。 总之, 在近红外波段, 与100 mL水分量相比, 梭梭受200和500 mL水分量胁迫时, 吸收峰对水分的微扰敏感度上升。 由100 mL水分胁迫下梭梭的二维同步相关谱图可知, 1 044和1 665 nm, 1 072和903 nm, 903和1 264 nm, 1 230和1 061 nm波段处形成正交叉峰, 表明这些波段处光谱强度随水分的干扰同时变化。

以艾比湖主要入湖河流博尔塔拉河及精河水体为研究对象, 使用寻峰法找出水体荧光峰, 采用色坐标分析法对博尔塔拉河与精河水体荧光发射光谱特性及荧光峰的发光性进行分析。首先, 博尔塔拉河与精河水体的荧光发射光谱均含有3个荧光峰, 各荧光峰的出现位置与峰强度大小均不同。博尔塔拉河第二荧光峰远大于第一荧光峰或第一荧光峰与第二荧光峰基本持平; 精河前5个样点的3个荧光峰强度随波长增大呈依次递减分布, 6号采样点第一荧光峰与第二荧光峰基本持平。其次, 博尔塔拉河与精河3个荧光峰在色坐标中分布位置大致相同, 且各点的荧光峰分布较为聚集, 均在蓝光区域, 属蓝光发射。最后, 各荧光峰在CIE坐标中聚集分布, 第一荧光峰在色坐标最底端; 第二荧光峰分布在第一荧光峰上端, x坐标与第一荧光峰接近; 第三荧光峰整体聚集分布在蓝光区域的右上角。