Un modelo de espacio de características tridimensional para la inversión de salinidad del suelo en oasis áridos: sinergia de datos SAR polarimétricos y multiespectrales
Autores: Nurmemet, Ilyas; Aili, Yilizhati; Xiang, Yang; Aihaiti, Aihepa; Qin, Yu; Aizezi, Bilali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un modelo de espacio de características tridimensional para la inversión de salinidad del suelo en oasis áridos: sinergia de datos SAR polarimétricos y multiespectrales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Salinidad del suelo
Monitoreo
Espacio de características 3D
Modelo óptico-radar
Algoritmo de bosque aleatorio
Distribución de salinidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
El monitoreo efectivo de la salinidad del suelo es crucial para la gestión sostenible de la tierra en regiones áridas. La mayoría de los estudios actuales enfrentan limitaciones al depender únicamente de datos de una sola fuente. Este estudio presenta un novedoso modelo de espacio de características óptico-radar tridimensional (3D) que combina datos de radar de apertura sintética polarimétrico Gaofen-3 (SAR) y datos multiespectrales de Sentinel-2 para el Oasis de Yutian en China. El algoritmo de selección de características de bosque aleatorio (RF) identificó tres parámetros óptimos: Huynen_vol (componente de dispersión de volumen), RVI_Freeman (índice de vegetación radar) y NDSI (índice de salinidad de diferencia normalizada). Basándonos en las interacciones de estas tres características óptimas dentro del espacio de características 3D, construimos el Modelo de Inversión de Salinidad Óptico-Radar (ORSIM). La validación posterior utilizando datos medidos de conductividad eléctrica del suelo (EC) (mayo-junio de 2023) demostró un fuerte rendimiento del modelo, con ORSIM logrando R = 0.75 y RMSE = 7.57 dS/m. El análisis espacial reveló patrones de distribución de salinidad distintos: (1) Áreas ligeramente salinizadas agrupadas en la región central del oasis, y (2) zonas severamente salinizadas predominaban en los márgenes bajos del norte. Esta heterogeneidad espacial correlacionaba fuertemente con la topografía local: desde una elevación más alta (sur) hasta una depresión desértica (norte). El enfoque de espacio de características 3D avanza en el monitoreo de la salinidad del suelo al superar las limitaciones tradicionales 2D, al mismo tiempo que proporciona un marco preciso y transferible para la gestión de ecosistemas áridos. Además, este estudio amplía significativamente el potencial de aplicación de los datos de SAR en la investigación de la salinización del suelo.
Descripción
El monitoreo efectivo de la salinidad del suelo es crucial para la gestión sostenible de la tierra en regiones áridas. La mayoría de los estudios actuales enfrentan limitaciones al depender únicamente de datos de una sola fuente. Este estudio presenta un novedoso modelo de espacio de características óptico-radar tridimensional (3D) que combina datos de radar de apertura sintética polarimétrico Gaofen-3 (SAR) y datos multiespectrales de Sentinel-2 para el Oasis de Yutian en China. El algoritmo de selección de características de bosque aleatorio (RF) identificó tres parámetros óptimos: Huynen_vol (componente de dispersión de volumen), RVI_Freeman (índice de vegetación radar) y NDSI (índice de salinidad de diferencia normalizada). Basándonos en las interacciones de estas tres características óptimas dentro del espacio de características 3D, construimos el Modelo de Inversión de Salinidad Óptico-Radar (ORSIM). La validación posterior utilizando datos medidos de conductividad eléctrica del suelo (EC) (mayo-junio de 2023) demostró un fuerte rendimiento del modelo, con ORSIM logrando R = 0.75 y RMSE = 7.57 dS/m. El análisis espacial reveló patrones de distribución de salinidad distintos: (1) Áreas ligeramente salinizadas agrupadas en la región central del oasis, y (2) zonas severamente salinizadas predominaban en los márgenes bajos del norte. Esta heterogeneidad espacial correlacionaba fuertemente con la topografía local: desde una elevación más alta (sur) hasta una depresión desértica (norte). El enfoque de espacio de características 3D avanza en el monitoreo de la salinidad del suelo al superar las limitaciones tradicionales 2D, al mismo tiempo que proporciona un marco preciso y transferible para la gestión de ecosistemas áridos. Además, este estudio amplía significativamente el potencial de aplicación de los datos de SAR en la investigación de la salinización del suelo.