基于地统计学之县域耕地质量测定样点布局探析

1绪论

为了更加合理利用，国家越来越重视对耕地质量保护，并加大监测力度。耕地质量动态监测作为一种综合监测耕地的手段，不仅是实现数量质量调查一体化，可以建立耕地等级预警技术和服务体系，落实数量与质量并重管理的必然要求；提高科学监测耕地资源能力，对进一步国家粮食安全具有战略意义；同时，通过开展耕地质量监测不单可以及时、准确地掌握土地利用格局快速变化对耕地质量的影响，耕地采样是全面、合理地认识区域内耕地质量，了解其空间变异特征，掌握变化趋势的重要手段和途径。因此，釆样数据的准确性和代表性就凸显的尤为重要。这就要求在采样前期，对采样模式和样点数量进行详细的设计，以满足实际采样工作的要求。最佳釆样布局方案所要实现的终极目标就是在样本总体选择最具有代表性的样点，既符合理论要求又与现实实际紧密结合，高效、精确地获取对总体参数的科学估计。空间分析作为对空间数据研宄的重要工具和手段，需要大量的空间数据作为研宄的基础数据，采样布局方案的好坏对耕地属性空间分析结果具有至关重要的影响。因此，探索降低采样费用且能够满足精度需求的采样布局方案是进行耕地质量监测的先决条件和重要基础。
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2相关概念与理论基础

2.1耕地质量动态监测的基本概念
耕地质量监测工作的开展，将着重加强对基本农田的评价、监测、建设和考核工作。评价基本农田质量等级状况，结合最新土地调查成果，应用农用地分等技术方法，查清基本农田的数量构成、质量等级构成和空间分布状况；从耕地质量角度，支持基本农田规划建设，指导永久基本农田划定工作；进一步形成永久基本农田建设的管理办法和技术标准。耕地质量监测工作将系统提升耕地数量，加强对各类新增耕地质量的监测评价工作。对土地复垦、开发工作所新增耕地数量、分布以及质量等方面进行综合监测和评价；尤其是对强化对耕地质量下降区域的监测评价力度。监测评价各类因素减少耕地的数量、分布和质量等级变化情况；由土地整治工程而引起耕地质量变化。全面监测土地整治项目中，因为各类人为工程措施而引起的耕地质量发生变化的范围以及变化程度。

2.2地统计学相关理论
地统计学的一个独特方面，主要体现在以区域化变量为基础，由此展幵多方面的相关应用。区域化变量是指介于确定性变量和随机变量之间的特殊变量，主要用来描述地理分布现象，诸如矿石的品位、岩体的厚度等。从而要求必须根据能够取样的特定位置获取得到的数据来估计未知值。区域化变量的取值及估值能够使所有的研究的现象相关变化形式等值线、变化图的形式直观、详细地展现出来。其主要核心内容就是通过对釆样数据的分析、处理，对采样区域地理特征的认识，通过合理地选择空间插值计算方法，利用多个观测值之间的空间自相关特性预测出未取样部位区域的变量值，并创建出统计模拟表面。

3研究区域概况.......17
3.1公安县自然地理条件......17
3.2公安县社会经济条件......18
4耕地质量空间变异性研究..21
4.1数据检验与预处理.......21
4.2耕地质量空间变异结构分析......26
5合理釆样布局方案的确定.........33
5.1合理采样间距的确定..........33
5.2监测样点布局设计............35

5合理采样布局方案的确定

5.1合理采样间距的确定
通过确定最大理想釆样单元内最大正方形，确定了最大采样间距。以最大采样间距确定采样方案，虽然可以最大限度的降低釆样成本，但是采样精度是否是最优的釆样间距。因此，本研究在最大采样间距7864米的基础上，不断缩小釆样间距，，分别划分采样单元网格，设计不同模拟采样方案。在划分不同采样间距的基础上，利用协同克里金方法进行整体预测，对比预测值与实际值的差异，进行模拟精度验证，并分别从均方根、平均标准差和均方根误差等三个方面，对不同模拟精度进行对比。具体验证结果见表5-1。

5.2监测样点布局设计
耕地质量监测样点主要分为固定监测样点和动态监测样点，其中固定监测样点主要是在现有存量耕地中进行布设，尤其是在永久保护的基本农田中优先布设，并对基本农田实行常年的定位监测；动态监测样点则主要在近期梭工验收的土地整治项目区中进行布设，用于监测新增耕地的耕地质量。考虑到固定监测样点和动态监测样点不同的监测任务，数量比例关系设置为1：2，在理想监测间距的基础上，根据所需监测样点的数量，分布布设固定监测样点40个、动态监测样点80个，共计布设监测样点120个。影响耕地质量的因素除了土壤肥力因素外，耕地质量还受耕地类型、灌排条件、施肥状况、耕种制度以及道路通达等条件影响和限制。由于公安县地处江汉平原腹地，耕种制度较为一致，在县域范围内变化极小；施肥状况受农户个体行为影响极大，施肥变化和波动较大。因此，主要从耕地类型、灌排条件、道路通达以及居民点间距等四个方面，对采样点进行局部调整，将采样布局进行合理优化。图5.4为公安县土地利用现状图。
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6结论与展望

本文从地统计学的角度出发，以耕地质量监测指标中的大量元素和有机质为研究对象，以地统计学理论等作为指导理论，分析耕地质量的空间分异规律；结合耕地质量监测的主要研究任务从多因素、多角度综合分析，更具代表性的样点布设方案，解决耕地质量信息获取的核心问题。本研究的主要结论有：研究表明：大量元素中，各项的变异系数由小到大依次分别为有效憐、速效钾、有机质、碱解氮，其中有效憐的变异系数为同时在半方差函数模型的分析的基础上，探究各自的空间变异特性，同时研究表明碱解氮与有效隣间具有较为显著的协同相关的特征；微量元素中，各项的变异系数均处在较大区间，其中猛元素和锌元素变异系数值大于50%、铁元素和铜元素的变异系数值接近50%，同时结合半方差函数模型分析，表明各微量元素的空间协同相关特性较弱。
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参考文献（略）