基于分融策略的土壤采样设计方法

发布时间：2020-03-29 02:20

【摘要】：采样设计方法在地理要素空间分布推测中起着关键作用。采集的样点数量尽可能少且推测精度较高通常是采样设计的目标。此外,高效合理的采样方案应保证较高的推测可信度,同时尽可能避免冗余样点。传统的采样方法大多依靠增加样点个数来提高推测精度,且对样点集内部的冗余情况考虑较少。为获取更加高效合理的样点集,在环境条件越相似、地理要素越相似的假设下,通过环境相似度分析计算,得到样点的推测可信度和样点集内部的冗余度,并提出一种基于分融策略的样点设计方法。该方法在分化阶段将推测可信度低的样点进行分化,增加样点以降低推测不确定性,在融合阶段将环境条件过于相似的样点进行融合以降低冗余,通过多次分化融合最终使得推测可信度和冗余度均达到一定的预设标准,得到最佳样点方案。将该方法应用于美国Raffelson研究区的土壤采样,结果表明,该方法在分化阶段可以有效提高样点的推测可信度,在融合阶段能够有效去除冗余样点,最终可得到用于推测的高效样点。将本方法与传统的规则采样和分层随机采样进行对比,结果反映本方法获得的样点在同等数量下推测可信度更高,冗余度更低,更高效。
【图文】：

土壤图,样点,土壤图,可信度

詈茫缜椿肪?最相似）的样点为样点k，满足这样条件的待推测点集则为样点k的代表域。综合推测不确定性与代表域，单个样点的推测可信度可由如下公式表达：（4）式中，Rk表示样点k的推测可信度；η（Zk）表示集合Zk的元素个数，即样点k的代表域中待推测点的个数；∑η（Zk）i=1Ui为样点k的代表域中所有待推测点的推测不确定性总和。该式反映了单个样点的推测可信度与其代表域中所有待推测点的平均推测不确定性负相关，可反映样点对其代表域中所有待推测点进行地理要素推测时的可靠程度。图1研究区已有土壤图及验证样点Fig.1Existingsoilmapofthestudiedregionandlocationsofvalidationpoints

散点图,方法流程,可信度,样点

http：//pedologica.issas.ac.cn5期张磊等：基于分融策略的土壤采样设计方法10832.1样点推测可信度与推测精度的关系为验证所计算的样点推测可信度是否对推测精度具有指示作用，，得到不同推测可信度样点的推测精度。二者之间关系如图3所示，可以看出，单个样点的推测可信度与实际的验证精度具有较高的相关性（相关系数为0.915），对推测结果具有较好的指示作用。因此，以提高推测可信度作为采样设计的主要目标是合理的。图2方法流程图Fig.2Flowchartofthemethod图3推测可信度与验证精度之间的关系散点图Fig.3Scatterplotofpredictionreliabilityvs.validationaccuracy

【相似文献】