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1.
《山西农业大学学报(自然科学版)》2016,(3)
合理的采样尺度,尤其是在大尺度区域,对实时掌控土壤养分的空间分布状况以及精准农业的发展具有重要意义。本文以山西省为例,以368 843个土壤养分采样点数据为原始数据,选择11个格网尺度(0.5km×0.5km、1km×1km、1.5km×1.5km、2km×2km、2.5km×2.5km、3km×3km、3.5km×3.5km、4km×4km、4.5km×4.5km、5km×5km、5.5km×5.5km)对土壤养分点进行样点选择,比较分析不同尺度下土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷的基本统计信息、半方差变异函数和普通克里金插值精度,以确定山西省土壤养分的最佳采样尺度。研究表明:在不同尺度下,这4种土壤养分均处于中等变异强度,平均值、中位数、标准差变化不大。土壤有机质和全氮在大尺度下受结构性因素影响变大,速效钾则变化不明显,速效磷空间变异分析结果较差,对该指标进行了剔除。分析不同尺度下插值精度指标,土壤有机质、全氮、速效钾的最佳预测尺度分别为4.5km、3.5km、2.5km尺度。综合各分析结果,最后确定2.5km为山西省土壤养分最佳的采样尺度。对不同地貌原始密度样点和2.5km尺度下样点空间制图,分析不同地貌下土壤养分含量各等级分布面积占总面积的差异,发现两种密度分布状况在不同地貌、不同等级的差异甚小。 相似文献
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为探究提高土壤有机质预测精度的方法,以黄淮海旱作区为研究对象,分别运用云遗传BP神经网络、BP神经网络和GABP神经网络三种方法比较不同土层的土壤有机质预测精度。结果表明:1)不同土层土壤有机质值的数据分布与正态分布相比具有不同程度的向右偏移,不同土层土壤有机质均属于中等程度变异;2)不同土层土壤有机质的半方差函数最优拟合模型均为指数模型,不同土层土壤有机质的结构因素与随机因素对空间变异的影响大小基本一致,空间自相关性较弱;3)结合云模型与遗传算法的BP神经网络对0～10、10～20、20～30cm土层土壤有机质的预测精度均得到了一定提升,而对30～40cm土层土壤有机质的预测精度则提升不明显,可能是由于30～40cm土层土壤有机质变异系数超过了一定范围所造成。研究结果可为提高土壤有机质的预测精度提供参考,并为进一步调整耕地管理措施及提高土壤质量水平提供依据。 相似文献
3.
刘聪 《湖南农业大学学报(自然科学版)》2013,39(1):80-85
以湖南省安仁县的豪山乡(山地地形)和渡口乡(丘陵区)为研究对象,根据传统统计学和地统计学的相关原理,运用变异函数分析法和空间插值估计法,研究耕地土壤养分碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量的空间变异及其分布特征,研究不同地形条件样点密度对插值精度的影响。结果表明：土壤养分变异系数为16.56% ~97.9%,属于中等变异;山地地区碱解氮含量、速效钾含量、有机质含量的基底效应值<25%,丘陵区有机质含量、碱解氮含量的基底效应值为38.15% ~74.45%,2种地形有效磷含量的基底效应值为88.44% ~100%;根据研究区土壤养分的空间变异情况,建议山地区采样密度为0.16个/hm2,丘陵区采样密度为0.10个/hm2。 相似文献
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东北农垦地区是我国农业现代化程度较高的地区,为研究该区土壤表层有机质空间插值精度及其影响因素,以农垦九三鹤山农场坡耕地为研究对象,按照30 m×30 m的网格采集表层土样,测定土壤有机质含量。采用Arcgis9.3进行空间Kriging插值。结果表明:(1)土壤有机质的空间插值随着参入插值样点距离的增加,其空间分布误差逐渐增大;(2)60 m×60 m、90 m×90 m、120 m×120 m三种样点分布的空间插值,平均相对误差分别为5.91%,9.35%,12.04%;(3)该区坡度低于3.5°时,样点分布可为120 m×120 m,坡度处于3.5~4.5°,样点分布可为90 m×90 m,坡度大于4.5°,采样密度应低于60 m×60 m,并需要进行验证。 相似文献
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省域尺度土壤有机质空间分布的神经网络法预测 总被引：1，自引：0，他引：1
《江苏农业学报》2017,(4)
土壤有机质空间分布预测方法研究对指导省域尺度下土壤有机质空间插值模型选取和精度优化具有重要意义。以江西省为例,利用BP神经网络模型与普通克里金结合的方法(BPNN-OK)、RBF神经网络模型与普通克里金结合的方法(RBFNN-OK)以及普通克里金法(OK)3种方法,预测省域尺度下耕地表层(0~20 cm)土壤有机质的空间分布。16 109个土壤样点随机分成12 887个建模样点,3 222个测试样点。结果表明:在省域尺度下,BPNN-OK法、RBFNN-OK法较OK法在土壤有机质空间预测精度上有较大提升,三者的预测精度为BPNN-OKRBFNN-OKOK。BPNN-OK法对土壤有机质预测结果的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差较OK法分别降低28.66%、30.71%、34.76%,RBFNN-OK法较OK法分别降低27.76%、29.74%、33.71%。在省域尺度下,神经网络模型与普通克里金结合的方法能很好地捕捉土壤有机质的复杂空间变异关系。研究结果可指导江西省土壤有机质空间插值模型选取。 相似文献
6.
为了探索土壤有机质含量在空间分布上的特征,更好地服务于土地生产力和土壤肥力评价,以北京市平谷区西北部桃园为研究对象,通过地统计学方法分析了土壤有机质空间尺度效应.结果表明,指数模型对土壤有机质含量拟合效果最佳,各尺度上的样点数据均符合正态分布,其空间结构对空间尺度的依赖性较明显;理论半方差变异函数I值和(Z*-Z)2检验表明,L尺度下普通克里格法预测效果比套合模型法好,在M、S尺度下结果刚好相反;土壤有机质含量在空间分布上呈集中连片的趋势,有机质含量低值主要集中在研究区的西南部和中东部区域,有机质高值主要分布在北部和南部的少部分区域.因此,在采样密度较大的尺度下基于多尺度套合法针对土壤有机质空间变异进行研究,使得插值结果达到更高的可靠性,可为制定土壤肥力评价方案提供科学的指导. 相似文献
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本研究以东营市河口区新户土地开发项目二期为研究区,运用经典统计法和地统计分析相结合的方法,对土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮等养分以及土壤全盐的空间变异性质进行研究,并对不同采样密度下有机质的空间插值结果进行分析比较,用均方根误差和相关系数检验不同密度下的插值精度,以确定盐碱地有机质的合理取样密度。结果表明,研究区速效钾的变异系数为18.4%,属于低等程度的变异;有机质、碱解氮、速效磷、土壤全盐的变异系数在57.4%~76.9%之间,属中等程度变异。研究区的各种土壤属性均具有较好的空间结构,表现出一定的空间自相关性。有机质和速效钾的空间变异性主要影响因素与成土母质、土壤类型、气候条件等有关,而碱解氮、速效磷、土壤全盐的空间变异性与耕作方式及农业生产中施肥等有关。随着采样点密度的增加,克里格插值精度提高,适当减小样点密度可以满足插值分析的需要,充分考虑土壤养分空间变异评价的精度分析,确定研究区土壤有机质合理取样数为111个,合理取样单元为48 hm2,合理取样间距为692 m。 相似文献
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基于经验贝叶斯克里金的微尺度植烟田土壤有机质空间变异性 总被引：1，自引：0，他引：1
《西南农业学报》2020,(2)
【目的】为了在优质烟田间栽培中更好地实施精确定位施肥,需要准确掌握植烟田土壤养分的空间分布信息。【方法】本文根据地统计理论,采用经验贝叶斯克里金方法分析河南省内乡县一长期植烟田土壤有机质含量的空间变异性,并与径向基函数神经网络插值法、普通克里格插值法进行预测精度比较。【结果】研究区植烟田土壤有机质含量处在最适宜范围内,其平均值为14.81 g·kg~(-1),变异系数为13.74%,表现为中等程度变异性。植烟田土壤有机质含量存在半方差结构,其半方差函数最优拟合模型是指数模型。而且表现出较强的空间相关性。在插值和预测方面,EBK经验贝叶斯法除了明显优于普通克里金插值法以外,还优于RBF神经网络插值法。【结论】在微尺度条件下,采用以坐标和邻近样点为输入的经验贝叶斯克里金方法,来分析植烟田土壤有机质含量的空间变异性,可以达到快速便捷、精度更高的效果。 相似文献
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土壤重金属分布空间插值方法的优选——以湖南某地土壤重金属Cd的分布为例 总被引：1，自引：0，他引：1
《吉林农业》2015,(21)
本文应用反距离权重法(IDW)、径向基函数(RBF)、局部多项式法(LPI)、普通克里金法(OK)等4种常用的空间插值方法对湖南某研究区土壤重金属Cd的采样数据做插值研究。结果表明:4种常用的插值方法中,局部多项式法和普通克里金法精度优于反距离权重法和径向基函数。插值效果与重金属测量采样点的数量和密度有关,重金属测量采样点的密度越大、数量越多,空间插值结果的精度就越高,研究结果为区域土壤重金属元素污染评价中空间插值方法的优选提供依据和实例。 相似文献
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为了保证土壤水分动态的测定精度对森林土壤水分变异性进行了研究,以合理确定样点数。结果表明,森林土壤水分的变异主要来源于林地土壤条件的变化及树冠对降雨的不均匀截留,且随季节而变化。在研究地区,土壤水分的变异系数在6～20％,要使土壤水分动态的测定精度高于0.90,测定重量含水量及容重的样点数须分别不少于10个及8个。对林木分布不均或土壤条件变化较大的林地,土壤水分变异系数更大,所需的样点数也更多。 相似文献
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MATLAB和SPSS在对坡耕地土壤水分空间变异性研究中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
利用强大的数据计算分析软件MATLAB和统计学软件SPSS相结合的方法对土壤水分的空间变异性进行分析,通过对样地数据插值和趋势面分析可知二次趋势面方程拟合较好,表明样地的土壤水分空间分布变异十分显著,土壤水分顺着坡度方向呈逐渐增加趋势,反映了坡地土壤水分的一般规律。计算结果对水土保持和农田灌溉有重要的指导意义。 相似文献
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本文以气候寒冷干燥、具有土壤盐碱化问题的中国河套灌区为背景，将地质统计学和经典统计学理论结合评价实验场土壤表层盐分的空间分布特征及其变异性。用经典统计学理论确定了土壤盐分田间监测的合理采样数目与空间采样法则。在用地质统计学理论对变差函数理论模型最优性检验基础上，采用ＯＫ法对实验场表层土壤盐分空间分布进行了最优无偏估计。结果表明ＯＫ法用于内插估计精度较高；而用于外推估计精度略低，需对误差进行控制方可适当外推。以便利用样本对总体进行估计，并指导野外采样与监测。 相似文献
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不同的采样方法和栅格尺度对生成灌溉处方图的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
精准灌溉是针对地下含水量分布的不均匀性,在不同的地块施与不同的灌水量的技术。进行精准灌溉需要处方图的指导,而灌溉处方图生成的最重要依据就是灌溉前的土壤含水量,对于同样的测量工具,不同的采样方法和不同的插值栅格尺度都会引起处方图的变化。想要生成更加符合实际的处方图,选择合适的采样方法是非常重要的。 相似文献
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农业用地土壤重金属样本点数据精化方法——以北京市顺义区为例 总被引：2，自引：1，他引：1
样本点空间分布是样点数据检测评价和挖掘分析的关键因素。以北京市顺义区为例，研发了一种农业用地土壤重金属样本点数据精化方法：首先构建样本点均匀变异指数和均匀因子离散图来共同检测样本点数据均匀性，进一步将样本点类型划分为均匀样本点、聚集样本点和稀疏样本点并确定其数量；其次删除聚集样本点，基于研究区历史数据加密稀疏样本点；最后基于地理空间样本点均匀变异指数、特征空间偏离指数和插值误差共同评价数据精化效果。结果表明，研究区样本点的均匀变异指数为0.429，存在一个聚集样本点和一个稀疏样本点，空间偏离指数为0.327，空间属性插值误差为6.538；冗余数据精化后进行均匀性检测没有发现聚集样本点和稀疏样本点，均匀变异指数下降到0.406，特征空间偏离指数微弱下降，空间属性插值误差下降到6.357。研究表明该方法可以对提高采样数据的均匀性和代表性提供理论指导，可以服务于土壤污染防治行动计划（土十条）、土壤污染状况详查等，为更加精确研究土壤空间信息变化提供一定的基础条件。 相似文献
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Variograms of Ancillary Data to Aid Sampling for Soil Surveys 总被引：2，自引：0，他引：2
To provide reliable estimates for mapping soil properties for precision agriculture requires intensive sampling and costly laboratory analyses. If the spatial structure of ancillary data, such as yield, digital information from aerial photographs, and soil electrical conductivity (EC) measurements, relates to that of soil properties they could be used to guide the sampling intensity for soil surveys. Variograms of permanent soil properties at two study sites on different parent materials were compared with each other and with those for ancillary data. The ranges of spatial dependence identified by the variograms of both sets of properties are of similar orders of magnitude for each study site. Maps of the ancillary data appear to show similar patterns of variation and these seem to relate to those of the permanent properties of the soil. Correlation analysis has confirmed these relations. Maps of kriged estimates from sub-sampled data and the original variograms showed that the main patterns of variation were preserved when a sampling interval of less than half the average variogram range of ancillary data was used. Digital data from aerial photographs for different years and EC appear to show a more consistent relation with the soil properties than does yield. Aerial photographs, in particular those of bare soil, seem to be the most useful ancillary data and they are often cheaper to obtain than yield and EC data. 相似文献
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为了解土壤结皮对土壤水分空间分布格局的影响过程,以梭梭林下不同类型结皮下样地土壤水分为研究对象,采用分层取样的方法,分别对无结皮(NSC)、物理结皮(PSC)和生物结皮(BSC)样地0~0.5、0.5~10、10~20、20~40、40~60cm土层的土壤进行采集,并对各层土壤含水量进行测定,分析对比2种结皮发育对土壤水分分布格局的影响作用。结果表明:1)物理结皮与无结皮样地各层土壤含水量变化趋势基本一致,0~20cm土层的土壤含水量季节性变化幅度都较大,但略低于无结皮样地。而20~60cm土层的变化幅度较小,无结皮样地长期保持在1.0%~1.3%,物理结皮样地长期保持在0.6%~1.1%之间,显著<无结皮样地(P<0.05),深层土壤渐趋干化。2)生物结皮样地只有0~10cm土层的变化幅度较大,而10~60cm土层的变化幅度都较小,长期维持在0.4%~0.8%,土壤严重趋于干化。3)由于生物结皮对入渗水分的截留和阻碍作用,0~0.5cm土层的土壤含水量显著高于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);而0.5~20cm土层显著低于无结皮和物理结皮样地(P<0.05);同时,20~60cm土层略<物理结皮样地,且显著<无结皮样地(P<0.05)。由此可见,相对于无结皮样地,物理结皮和生物结皮的覆盖不同程度地影响着土壤水分的空间分布格局,二者的存在不利于水分入渗,并使深层土壤渐趋干化。 相似文献
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普通克里格评估土壤污染物空间分布精度控制研究 总被引：3，自引：0，他引：3
从数据的统计特征分析、异常值筛选及处理、实验半变异函数计算及拟合等方面对普通克里格计算过程中的精度控制问题进行了初步研究,并以天津市东南郊区土壤砷(As)空间分布评估为例,分析了在多步骤精度控制下普通克里格法估计土壤污染物空间分布的可靠性.结果表明,研究区土壤As表现出了明显的累积特征,且监测值为正态分布,异常值较少且为局部异常值,实验半变异函数表现出明显的各向异性.在较严格的精度控制下,普通克里格估值的最优无偏特性可以得到较好的体现,其对土壤As的空间分布的估计精度可以达到较高的水平. 相似文献