历史遗留土壤样点定位误差及其对DSM不确定性影响

发布时间：2017-05-24 10:10

  本文关键词：历史遗留土壤样点定位误差及其对DSM不确定性影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤是农业生产和陆地生态系统的重要基础,土地使用者,企业利益相关者和政府部门都需要定量化的土壤信息作为土地资源管理的依据。同时随着精准农业、生态环境保护与可持续发展、全球变化等问题的日益突出,迫切需要精度高、低成本、详尽、实时的土壤资源信息。历史时期搜集积累了大量的土壤数据,这些数据具有很高的应用价值。20世纪90年代末兴起的数字土壤制图(Digital Soil Mapping, DSM)研究,利用数学方法和地理信息系统等技术快速预测土壤属性的空间分布,为相关研究获取实时、准确的土壤信息提供了解决途径。 土壤学研究中积累了丰富的有价值的土壤基础数据,例如：土壤普查数据,由于野外采样缺乏GPS等精准的定位设备,但是用于制图或地表过程模拟时需要确定样点的空间坐标信息,为了解决历史样点的空间定位及定位误差等问题,本研究选择安徽省为研究区,在安徽全省采集208个典型剖面,记录GPS坐标信息和环境描述信息。现在假设采集的典型剖面也没有GPS坐标信息,仅仅结合村名、土壤、母质、地形和土地利用等环境描述信息来定位,然后计算定位结果与真实GPS坐标之间偏移的距离,在定位分析的基础上以GPS点坐标为中心,建立不同半径缓冲区,分析定位落在每个缓冲区的概率,利用RANDBETWEEN (bottom,top)函数实现GPS点在不同半径缓冲区内随机跳动。最后,以表层土壤有机碳为例进行数字土壤制图,并对制图结果的精度进行评价。本研究得出如下结果： (1)根据描述性信息定位可以分两种定位方法：第一种定位方法,按照地名信息定位,185个样点定位平均偏移距离1516m,89.19%的样点偏移距离在0-3000m以内,按照乡镇定位样点偏移距离的平均值4431.55m按照行政村定位样点偏移距离的平均值1104.38m按照自然村定位样点偏移距离的平均值615.17m。第二种定位方法其他信息辅助定位,结合村名、土壤类型定位一次；结合村名、土壤类型、母质第二次定位；结合村名、土壤类型、母质、土地利用第三次定位；最后结合村名、土壤、母质、土地利用和海拔五种信息再定位一次,总共定位四次。四次定位结果偏移距离均值1436m、1401m、1375m、1274m逐渐减小,中值逐渐减小,标准差逐渐减小。结合五种信息定位结果最好,约90%的样点偏移距离在0-3000m以内。从两种定位方法看,对定位结果影响最大的是村名,其他信息辅助定位。 (2)安徽省不同区域分析中,按照主要水系和海拔高度划分,三个地理分区定位偏移分析结果显示：三个地理区域定位偏移距离平均值差异较小,平均海拔较高的安徽省南部,样点定位偏移距离较大。 (3)以土壤类型图、母质图、土地利用图和居民点图层叠合找出符合每个典型样点的面状斑块,再以GPS点坐标为中心,建立1000m、2000m、3000m、4000m、5000m缓冲区。统计样点定位落在0-1000m、1000-2000m、2000-3000m、3000-4000m、4000-5000m范围的平均概率分别为19.14%、23.29%、21.79%、19.69%、16.09%。对于每个样点分别在不同缓冲区选择一个定点预测制图,然后与GPS坐标点制图结果比较,发现定位偏移小于2000m对制图结果影响较小。 (4)以GPS点为中心,让样点在半径分别为3000m、5000m8000m、10000m圆内随机跳动,每次跳动后分析偏移距离,运用普通克里格插值预测制图,结果半径越大,所有样点平均偏移距离越大,预测精度越差。
【关键词】：历史土壤样点 定位 定位误差 DSM
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4;P285.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目录9-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 选题依据12-14
• 1.1.1 土壤历史数据12
• 1.1.2 本文研究问题12-13
• 1.1.3 历史样点定位研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 历史样点定位的国内外研究进展14-16
• 1.2.2 数字土壤制图的国内外研究进展16-19
• 1.3 研究内容与技术路线19-21
• 1.3.1 研究内容19-20
• 1.3.2 技术路线20-21
• 第二章 研究区概况21-27
• 2.1 地理位置及行政区划21
• 2.2 社会经济概况21-22
• 2.3 自然概况22-27
• 2.3.1 气候水文22
• 2.3.2 地形地貌22-25
• 2.3.3 母岩母质25-26
• 2.3.4 土壤土地利用26-27
• 第三章 研究数据与方法27-41
• 3.1 数据来源27-32
• 3.1.1 土壤历史时期数据收集统计27-29
• 3.1.2 安徽省数据29-32
• 3.2 研究方法32-41
• 3.2.1 描述信息的选择及确定32
• 3.2.2 典型土壤剖面描述信息重定位32-34
• 3.2.3 偏移距离分析34
• 3.2.4 概率计算34-36
• 3.2.5 随机整数和随机点的获取36-38
• 3.2.6 预测制图38-39
• 3.2.7 制图结果评价39-41
• 第四章 不同描述信息的定位比较41-57
• 4.1 地名信息定位41-47
• 4.1.1 村名定位41
• 4.1.2 原始记录存在问题41-43
• 4.1.3 偏移距离分析43-47
• 4.2 其他信息辅助定位47-56
• 4.2.1 村名/土壤类型定位47-49
• 4.2.2 村名/土壤类型/母质定位49-50
• 4.2.3 村名/土壤类型/母质/土地利用定位50-54
• 4.2.4 村名/土壤类型/母质/土地利用/海拔定位54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 不同地貌类型区定位比较57-65
• 5.1 安徽省不同区域划分57-58
• 5.2 不同区域定位结果比较58-64
• 5.2.1 村名定位不同区域比较58-59
• 5.2.2 村名/土壤类型定位不同区域比较59-61
• 5.2.3 村名/土壤类型/母质定位不同区域比较61-62
• 5.2.4 村名/土壤类型/母质/土地利用定位不同区域比较62-63
• 5.2.5 村名/土壤类型/母质/土地利用/海拔定位不同区域比较63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 预测制图及空间分析65-73
• 6.1 定位结果预测制图65-66
• 6.2 缓冲区分析及预测制图66-71
• 6.3 随机点的获取及预测制图71-73
• 第七章 结论与展望73-76
• 7.1 主要结论73-74
• 7.2 创新点74
• 7.3 不足与展望74-76
• 参考文献76-81
• 致谢81-82
• 硕士期间科研成果82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：390462