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基于CSLE模型和抽样单元法的县域土壤侵蚀估算方法对比 总被引：4，自引：2，他引：2
为提高县域尺度地块(栅格)土壤侵蚀模数估算的准确性,以河北省怀来县为例,基于CSLE模型,分别采用全域覆盖计算和4%密度抽样单元推算方法对全县土壤侵蚀进行计算和对比分析。结果表明:全域覆盖计算比4%抽样单元推算水土流失面积大59.0 km~2,相对差异达12.94%。全域覆盖计算可实现空间全覆盖,更准确地反映县域水土流失空间分布特点,适用于中、小尺度土壤侵蚀定量计算,但需要较高精度和全面的数据源保证;抽样单元推算适用于流域、区域等大尺度土壤侵蚀估算,但结果受抽样方法、抽样密度、外推或插值方法等因素影响较大。应进一步加强遥感解译准确性、侵蚀因子精度等对CSLE全域覆盖计算结果影响的研究,完善模型参数数据库,率定因子值,实现参数本地化。 相似文献
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沂蒙山区不同抽样密度对土壤侵蚀因子估算精度的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
[目的]探讨分层系统抽样方法下不同抽样密度对土壤侵蚀因子估算精度的影响,为区域水土流失动态监测抽样方法和抽样密度的选取提供数据支撑。[方法]以沂蒙山泰山国家级重点治理区蒙阴县为对象,基于2013年SPOT5遥感影像和1∶1万地形图,采用人机交互解译、野外调查、统计分析等方法,以全县土壤侵蚀因子为基准值,对1%和4%密度土壤侵蚀因子进行精度评价。[结果]①1%抽样密度下,S,E,K因子相对误差较大,分别为33.48%,23.46%,20.64%,主要受坡度、土地利用和土壤类型影响;L,B,T相对误差均小于11%;六者平均14.44%。②4%抽样密度下,E,K,B相对误差较大,分别为15.07%,13.94%和10.69%,主要受土地利用和土壤类型影响;L,S,T相对误差均小于10%;6者平均7.89%。③以栅格计算法结果为基准值,采用单元插值外推法推算全县水土流失面积,1%密度下水土流失面积比偏高19.73%,4%密度下水土流失面积比偏高11.77%。[结论]蒙阴县1%和4%密度各因子均有不同程度的精度损失,并对水土流失估算结果造成一定影响,在区域水土流失动态监测过程中可根据需求选取合适的抽样密度。 相似文献
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利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况 总被引：14，自引：4，他引：10
土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。 相似文献
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基于CSLE模型的全球抽样单元土壤水蚀速率计算方法初探 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤通报》2020,(1):50-57
在全球范围的典型样区计算抽样单元土壤水蚀速率,旨在为全球范围内抽样单元土壤水蚀速率计算提供参考。以位于美国、欧洲、澳大利亚、泰国区域的土壤水蚀典型样区为代表区域,选择42个抽样单元,用CSLE模型计算抽样单元土壤水蚀速率,并将计算值与文献报道的数据进行对比。结果表明:泰国区域18个抽样单元平均土壤水蚀速率介于480.9～3565.3 t km-2a-1,计算结果与实地调查结果相符;美国、欧洲、澳大利亚抽样单元的计算得到的土壤水蚀速率与文献报道的流失速率相关系数R2达0.83,两者基本一致。基于抽样解译结果,使用CSLE模型可在全球范围内计算抽样单元的土壤水蚀速率,且高分辩率水保措施数据使计算结果更加接近真实情况。研究成果可为全球土壤侵蚀制图提供技术基础。 相似文献
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区域土壤侵蚀量估算是土壤侵蚀调查的重点和难点,为了利用抽样调查数据定量估算区域土壤侵蚀状况,以2011年第1次全国水利普查中的水力侵蚀抽样调查资料为基础,利用中国土壤流失方程(CSLE),通过地理信息系统估算2011年辽宁省的降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形、水土保持措施等侵蚀因子及侵蚀量,在此基础上对全省的水力侵蚀强度进行分级和面积统计,并与抽样调查结果进行对比.结果显示:全省各土壤侵蚀因子的估算结果与抽样调查结果较为接近;土壤水蚀以微度和轻度侵蚀为主,每年全省约85％的土地处于微度侵蚀(＜1000t/km2),而强度侵蚀(＞5 000 t/km2)面积仅占2％;抽样调查得到的独立工矿用地、果园、旱地和其他土地的侵蚀模数较估算得出的侵蚀模数大,而在草地、其他林地等土地利用类型上抽样调查得到的侵蚀模数却较估算得出的侵蚀模数小,主要原因可能是省域和抽样单元计算地形因子的DEM数据精度不同.总体上,该研究为如何利用抽样调查数据估算全国土壤侵蚀状况提供参考. 相似文献
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[目的]探讨基于栅格侵蚀数据确定风力侵蚀地块的状况,为县域尺度侵蚀计算和水土流失栅格计算结果落地等工作提供参考。[方法]以黄泛平原风沙区河南省兰考县为例,基于耕地风力侵蚀模型,采用栅格计算和软件判断方法,结合野外验证,探讨县域尺度风力侵蚀栅格计算结果落实到地块的状况。[结果](1)栅格计算的兰考县耕地风力侵蚀面积为125.91 km2,涉及1 259 128个栅格,侵蚀模数集中分布在200～400 t/(km2·a)。(2)软件判断法统计的耕地风力侵蚀面积为125.08 km2,涉及2 284个地块,侵蚀模数集中在200～400 t/(km2·a);超过50%流失比例的地块占风力侵蚀地块总数的96%,100%流失比例的地块面积分布在0.000 04～0.6 km2。(3)在面积相对误差上,软件判断法与栅格计算法相对误差为0.66%,城关镇最大,达136.50%,张君墓镇最小,为0.56%;在空间分布上,软件判断法比栅格计算法聚集度指数高、离散程度低,空间分布集中、连续性强。(4... 相似文献
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空间自相关性对冬小麦种植面积空间抽样效率的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
空间抽样是实现区域农作物面积高效估算的重要手段,农作物分布受自然条件等因素影响普遍存在空间自相关性,但以往针对空间相关性对农作物面积抽样效率的影响研究明显不足。该研究选取安徽省凤台县为研究区,通过2017年4月4景GF-1全色多光谱影像(Panchromatic and Multispectral, PMS)与Google Earth高空间分辨率影像相结合提取研究区冬小麦。设计10种抽样单元尺度、3种抽样外推方法、2种相对允许误差和5种样本布局方式,构建多种冬小麦面积空间抽样方案。利用全局莫兰指数(global Moran’s index)评价不种尺度下抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度,分析空间自相关性对冬小麦面积抽样效率(抽样误差、样本容量和空间布局)的影响。研究结果表明,抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度随单元尺度的增大而减小,全局莫兰指数相应地由0.75降至0.50。无论在何种尺度下抽样单元内冬小麦面积比都呈显著的空间正相关性;抽样外推冬小麦面积总体的误差随空间自相关强度的减小呈先减小后明显增大的趋势。在10种抽样单元尺度中,当抽样单元尺度为2000m且抽样比为5%时,无论采用何种抽样方法外推总体的误差均为最小(简单随机抽样、系统和分层抽样外推总体的相对误差分别为17.94%、9.48%和1.82%);当相对允许误差设计为5%时,简单随机抽样外推总体所需样本容量随空间自相关强度的降低从660降至56。而分层抽样的样本容量不受空间自相关性的影响;5种样本布局方式中,采用分层随机抽样方式外推冬小麦面积总体的平均相对误差、平均变异系数和均方根误差最小,分别为1.82%、3.19%和0.11×108 m2。该研究可为有空间自相关存在下的农作物面积空间抽样方案合理设计提供参考依据。 相似文献
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玉米种植面积空间抽样调查方案优化设计 总被引：3，自引：0，他引：3
抽样比、样本空间布局及抽样单元尺度是组成空间抽样调查方案的基础要素。为进一步改善现行农作物种植面积空间抽样调查效率,该文以吉林省德惠市为研究区,以玉米种植面积为研究对象,选取正方形网格作为抽样单元,通过空间分析、"3S"技术与传统抽样方法相结合进行农作物种植面积空间抽样方案优化设计试验研究。结果表明,抽样单元间空间自相关性随单元尺度的增大而增大,两者间呈线性正相关关系。当抽样单元尺度为500 m×500 m时,抽样单元间空间自相关性几乎不存在。遵循传统抽样理论要求样本间相互独立原则,选取500 m×500 m作为最优抽样单元尺度;对抽样单元内玉米种植面积与耕地面积进行相关分析发现,两者间存在极显著线性正相关关系。为提高玉米种植面积空间分层抽样效率,可选取耕地面积作为分层标志;以抽样外推总体相对误差(r)和变异系数(coefficient of variation,CV)为空间抽样效率评价指标,在4种(简单随机、系统等距、分层随机及分层系统等距)样本空间布局方式中,选取分层系统等距抽样作为最优样本布局方式;在7种抽样比(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%)设计水平中,选取1%作为最优抽样比。该文可为提高农作物面积空间抽样调查效率提供试验依据。 相似文献
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区域土壤侵蚀遥感抽样调查方法 总被引：6，自引：1，他引：5
土壤侵蚀是全球性环境问题,土壤侵蚀调查是水土保持规划和生态文明建设的科学基础。为了完善土壤侵蚀抽样调查方法,快速、精准地估算土壤侵蚀实际速率,对基于高分辨率遥感影像进行目视解译,提取高精度土地利用和水土保持措施信息的方法进行了研究。基于现代地理信息科学,充分利用虚拟地球及其提供的公开高分辨率遥感数据资源,考虑土壤侵蚀及其治理的时空特征,采用分层不等概系统空间抽样方法布设抽样单元,通过对公开高分辨率遥感影像的目视解译,完成泛第三极地区土地利用和水保措施的遥感抽样调查。研究实现了2万个抽样调查单元的解译,提取了土地利用和水土保持措施信息;基于CSLE模型完成了典型抽样调查单元的土壤流失速率计算,并对解译结果进行了精度和实用性分析。结果表明:基于公开高分辨率遥感影像、利用分层不等概系统空间抽样方法,可快速提取土地利用和水土保持措施信息,完成区域土壤侵蚀抽样调查。 相似文献
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土壤侵蚀过程的复杂性、空间性和现代空间信息技术的广泛应用,使得多种空间尺度土壤侵蚀的定量化研究成为可能。以青岛市为研究区,基于网格单元,应用土壤侵蚀强度解译图和GIS技术,设计了土壤侵蚀背景值的调查方法。在ArcGIS软件的支持下,通过地图信息的重组、融合及空间分析过程,采用数据网格化方法对青岛市不同评价单元的平均土壤侵蚀模数进行估算并分析了土壤侵蚀背景值。结果表明:土壤侵蚀背景值估算结果能够比较客观地反映青岛市的土壤侵蚀状况,可为今后的小流域治理、水土保持规划提供科学数据和决策依据。 相似文献
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The aim of this study was to provide knowledge of the prediction efficiency of two pedotransfer functions for soil cation‐exchange capacity (CEC), i.e., the approaches of Krogh et al. (2000) and Scheinost (1995). Potential CEC, i.e., CEC at pH 8.1, was predicted for 30 samples of German soils showing a strong variation of soil organic C and clay content which are important soil characteristics for CEC. The results were compared to analyzed potential CEC of the samples by coefficient‐of‐efficiency (EC) criterion of Nash and Sutcliffe (1970). Significant deviations between observed and measured CEC were found for both functions. The approach of Scheinost (1995) showed a higher prediction efficiency (EC = 0.77 in comparison to EC = 0.26 for Krogh et al., 2000) and better results under extrapolative conditions. 相似文献
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工程车辆传动系载荷谱编制方法 总被引：10，自引：6，他引：4
为研究工程车辆传动系疲劳载荷谱的编制方法,采集了装载机5种典型工况的传动件载荷信号,采用作业循环分成6段处理的方式,对原始信号进行预处理和特性分析,得到反映载荷变化规律的真实信号。对变速箱后传动法兰,利用雨流计数法对其载荷时间历程进行了统计处理,结果表明：后传动法兰铲掘段均值分布服从均值为1910 N·m、标准差为537.8 N·m的正态分布,其幅值服从三参数威布尔分布,并且均值和幅值相互独立。根据各个工况的作业时间比例,进行频次外推和合成,利用二维概率分布函数,建立了各作业段的8×8级二维载荷谱。应用Goodman方法,将二维载荷谱转化为8级一维载荷谱,编制成反映装载机传动系受载情况的程序载荷谱。该方法可为工程车辆传动系寿命预测以及疲劳寿命试验提供参考。 相似文献
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An approach to extrapolate categorical agricultural soil data to nonmapped areas using majority vote
Soil maps are indispensable base material for planning processes and risk analyses. For many studies, however, area‐wide uniformly scaled soil maps are not available. Our objective was to develop a GIS‐based method for providing information for NoData areas of the Medium‐Scale Agricultural Site Mapping (MMK). NoData areas represent nonagricultural zones, in this case especially forests. A grid‐based methodology for extrapolating soil mapping units of agricultural areas to the entire landscape was developed and tested in Mecklenburg–Western Pomerania (total area 23,170 km2). The principle of the extrapolation method is based on a statistical neighborhood analysis implemented by the moving‐window technology considering selected site features as geology, altitude, and relief energy. Results were illustrated exemplarily for soil‐moisture conditions, which are expressed as “hydromorphy association types”. Four different indicators were derived to ensure a spatially differentiated evaluation of the extrapolation quality. The precision with which it is possible to extrapolate already mapped MMK units in terms of the hydromorphy association type was used to validate the extrapolation method. Evaluation of the results was based on the percentage of Correctly Extrapolated Pixels (CEP), which were derived from a confusion matrix. The percentage of CEP was 26% when the 15 single classes of the hydromorphy association type were considered separately. The percentage of CEP rose up to 65% after grouping the hydromorphy association types into three practically combined categories. It could be demonstrated that the extrapolation technique applied represented an objective and relatively fast and cost‐effective method to obtain an area‐wide MMK mapping. 相似文献
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空间抽样方法估算冬小麦播种面积 总被引：7，自引：5，他引：2
为改进现行农作物播种面积空间抽样技术体系,该文以山东省为研究区,以冬小麦播种面积为研究对象,通过"3S"技术(遥感、地理信息及全球定位技术)与传统抽样方法的联合应用,选取4种抽样技术(简单随机抽样、按冬小麦种植区划分层抽样、按耕地类型分层抽样和按分县冬小麦面积大小分层抽样),设计8种样本容量水平(变化范围74～333)进行了冬小麦播种面积空间抽样方法试验研究,结果表明:4种抽样方法中,在外推总体相对误差相近条件下,以分县冬小麦播种面积大小为分层标志的分层抽样方法效率最高;基于8种样本容量下的样本观测值进行研究区冬小麦播种面积总体外推与误差估计时,随着样本容量增加,外推总体总值估计值与真值的相对误差随之减小,但总体总值估计量的变异系数(CV)值仍较大。 相似文献
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The present study involves the possibility of using geology and relief to map soil classes. We initially focused on two small catchments considered as representative of a 6000-ha forested area overlying a sandstone bed. The catchments differed in the stratigraphic sequence of sandstones, i.e., rich or poor in weatherable minerals. In one, the depleted bedrock was downstream and the rich was upstream, and the converse obtained for the second. Relationships between soil classes and environmental factors were modeled using two discriminant functions corresponding to the two types of stratigraphic sequences found in the catchments. More than 70% of the soil class distribution in small catchments can be explained by the nature of the substratum and attributes derived from a digital elevation model (DEM). These relationships were then applied to a larger region. An automatic catchment delineation was first carried out with the DEM and was then combined with geologic maps. The choice between the two discriminant functions was based on the stratigraphic sequences in each catchment. Predicted soil classes were compared to soil classes conventionally mapped in 1978 at the scale of 1:100,000. The results show that the model reproduced the soil map over 55% of the area studied. Disagreements were due primarily to the existence of superficial deposits not mentioned on the geologic maps and to an altitude effect that is not sufficiently considered in the study of small catchments. 相似文献
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Conventional soil survey information is often unclear except to specialists. An approach using soil toposequences and a soil identification key was used to aid the translation of soil survey information into a form suitable for a nonspecialist audience with a case study from Brunei. Soil Taxonomy was used to characterize the major soil types; however, to assist end users, a complementary special‐purpose soil classification system was developed in the form of a soil identification key using plain language terms in English that were also translated into Malay. Easily recognized soil features such as depth, colour and texture were used to categorize soils to match Soil Taxonomy classes. To complement the soil identification key, conceptual soil toposequence models presented the soil distribution patterns in a visual format that local land users understood. Legacy soil survey information along with a widespread distribution of 172 soil sites from 35 traverses in 16 study areas provided a dataset to develop and test soil toposequence models and the soil identification key which both proved reliable and robust. The approach demonstrated in Brunei could be applied to other countries and landscapes. 相似文献
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基于POT模型的大功率拖拉机传动轴载荷时域外推方法 总被引：3，自引：2，他引：1
为得到大功率拖拉机传动轴在田间作业工况下的载荷谱,该文针对传统传动系载荷谱编制过程中雨流计数及雨流域外推方法的局限性,提出基于POT(peak over threshold)模型的大功率拖拉机传动轴载荷时域外推方法。首先搭建了拖拉机传动轴扭矩测试系统,利用无线扭矩传感器采集大功率拖拉机传动轴在田间犁耕作业工况下的载荷数据;基于极值理论建立POT模型,利用灰色关联度分析方法选取最优阈值,确定时域载荷数据中上限、下限阈值分别为497和333 N·m。对超越阈值的极值载荷进行提取并利用广义帕累托分布(generalized pareto distribution,GPD)对极值载荷的分布进行拟合,拟合结果与极值载荷样本之间的相关系数均大于0.99,将生成服从GPD的新极值点取代原样本中的极值点从而实现时域载荷数据的外推。结果表明,GPD能够准确描述大功率拖拉机传动轴载荷超越阈值的分布情况,与雨流域外推方法相比,基于POT模型的载荷时域外推方法不仅可以获得任意里程的载荷时域序列,还能够极大程度保留实测载荷循环的次序,为今后大功率拖拉机传动系的室内载荷谱加载试验提供更加真实可靠的数据支持。 相似文献
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低氮和干旱胁迫对富士和秦冠生长及氮素利用的影响 总被引：2，自引：2，他引：0
【目的】以富士（Fuji）、 秦冠（Qinguan）嫁接在平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）上的当年生盆栽苗为试验材料,采用砂培方法,研究了缺氮胁迫和干旱对富士和秦冠生长情况、 光合参数、 植株各部位氮磷钾含量及氮素利用效率的影响,分析比较了低氮干旱条件下富士和秦冠生长及氮素利用的差异,以期为果树生产高效肥水利用提供理论指导。【方法】试验共设四个处理: 正常氮正常水（ZZ）、 低氮正常水（DZ）、 正常氮干旱（ZG）、 低氮干旱（DG）。氮素和水分均设置两个水平,分别为正常氮（6 mmol/L NO-3-N）、 低氮（0.3 mmol/LNO-3-N）、 正常供水（保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的80%~85%）、 干旱处理（保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的60%~65%）。【结果】富士和秦冠的生物量（茎和叶）、 株高茎粗等生长指标以及光合速率、 气孔导度、 蒸腾速率均为正常氮正常水（ZZ）＞低氮正常水（DZ）＞正常氮干旱（ZG）＞低氮干旱（DG）,并且相对应处理下秦冠的以上指标均高于富士;正常供水下,缺氮处理使富士、 秦冠的根冠比比正常氮处理均有所增加,富士提高了2.05%,秦冠提高了22.40%。富士和秦冠的氮、 磷、 钾含量均表现出正常氮正常水（ZZ）＞低氮正常水（DZ）＞正常氮干旱（ZG）＞低氮干旱（DG）; 氮、 钾元素含量在植株各部位的分布顺序依次是叶＞根＞茎,磷元素则是根＞叶＞茎;光合氮素利用效率（PNUE）和氮素利用效率表现为秦冠处理之间差异极显著,富士处理之间差异不显著;秦冠的PNUE和NUE明显高于富士,在低氮正常水（DZ）处理下,秦冠氮肥利用率比富士高42.07%,在低氮干旱（DG）处理下高64.14%;低氮胁迫下富士和秦冠的NUE显著提高,并且秦冠提高的幅度高于富士。【结论】施用氮肥能够显著提高富士与秦冠的干物质量,同等水肥条件下,秦冠生长优于富士;水分亏缺会减少叶片对氮的吸收,干旱条件下适度增施氮肥,可提高果树的抗旱能力;低氮干旱胁迫下秦冠的生长指标、 光合指标及氮素利用效率指标均优于富士,表现出较强的抗低氮干旱胁迫的能力。 相似文献