基于不同数据类型的区域耕地土壤有机质含量估测方法研究

发布时间：2017-09-28 17:10

  本文关键词：基于不同数据类型的区域耕地土壤有机质含量估测方法研究

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【摘要】：研究以北京市大兴区南部为研究区域,利用耕地利用现状数据、土壤类型数据和测土配方施肥数据等调查数据资料,通过处理后形成有机质点数据、面数据和软数据3种不同数据形式,构建基于不同数据形式的区域耕地土壤有机质含量估测方法,通过验证图斑的点数据和面数据形式对不同估测方法进行精度评价,筛选基于不同数据形式的区域耕地土壤有机质含量最佳空间估值方法,为定量化、精准化研究区域耕地土壤有机质空间分异规律提供科学依据和技术方法,研究结果如下：1、本文基于样点数据、面数据和软数据构建的多种区域土壤有机质含量的估测方法是合理的,能有效表征区域耕地土壤有机质含量的空间分布特征。2、利用耕地采样点数据,借助普通克里格法、残差克里格法和点面克里格法开展区域耕地土壤有机质含量估测研究结果表明,基于验证图斑点数据的估测精度分析,一致性指数、Pearson相关系数的优劣顺序依次是点面克里格法、残差克里格法和普通克里格法；均方根误差的大小次序是点面克里格法残差克里格法普通克里格法,说明利用采样点数据构建区域耕地土壤有机质含量的最优估测方法是点面克里格法,合理的环境变量的辅助作用对区域耕地土壤有机质估测精度提高作用明显。基于验证图斑的面数据的估测精度分析,各评价指标未达到一致。因此,不宜采用验证图斑的面数据对由点数据构建的耕地土壤有机质估测方法进行精度评价。3、利用耕地图斑为基础的面数据,借助面克里格法和序贯高斯条件模拟法开展区域耕地土壤有机质含量估测研究结果表明,基于验证图斑点数据和面数据验证精度评价具有一致性,一致性指数、Pearson相关系数和均方根误差优劣顺序都是序贯高斯条件模拟法优于面克里格法,利用耕地图斑面数据构建区域耕地土壤有机质含量的最优估测方法是序贯高斯条件模拟法,多次随机模拟和变异函数拟合准确性是序贯高斯条件模拟能优于面克里格法的重要原因。对面数据构建的土壤有机质含量估测方法,基于验证图斑的两种数据形式验证估测方法的精度都是可行的。4、以耕地土壤有机质含量等级的软数据,借助土壤类型GIS连接法和最近邻面法开展区域耕地土壤有机质含量估测研究结果表明,基于验证图斑点数据的精度验证发现土壤类型GIS连接法的估测精度优于最近邻面法,基于验证图斑面数据的验证精度相同；利用Kappa系数比较软数据模型的优劣,也发现土壤类型GIS连接法的Kappa系数略好于最近邻面法,说明以耕地土壤有机质含量等级的软数据构建区域耕地土壤有机质含量的最优估测方法是土壤类型GIS连接法。借助土壤利用方式等协助变量提高预测方法估测精度的能力仍有限,还需要探索其它协助变量和估测方法以提高基于软数据形式的耕地土壤有机质含量等级的估测精度。
【关键词】：土壤有机质 点数据 面数据 软数据 估测方法 估测精度
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S153.6
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 1 引言12-23
• 1.1 研究目的与意义12-14
• 1.2 国内外研究现状综述14-20
• 1.2.1 点数据的土壤属性估测方法研究14-19
• 1.2.2 面数据的土壤属性估测方法研究19-20
• 1.2.3 存在的问题20
• 1.3 研究思路与技术路线20-23
• 1.3.1 研究思路20-21
• 1.3.2 技术路线21-23
• 2 研究区概况与数据准备23-31
• 2.1 研究区概况23-27
• 2.1.1 地理位置及行政区划23
• 2.1.2 气候水文23-24
• 2.1.3 地质地貌24-25
• 2.1.4 土壤类型25-26
• 2.1.5 耕地利用现状26-27
• 2.2 数据准备27-31
• 2.2.1 资料收集27-28
• 2.2.2 耕地利用-土壤类型空间属性数据库建立28
• 2.2.3 耕地土壤属性数据库建立28-29
• 2.2.4 耕地土壤验证和训练样点有机质含量数据集建立29-31
• 3 研究方法31-43
• 3.1 基于点数据的土壤有机质含量估测方法31-34
• 3.1.1 普通克里格法31-32
• 3.1.2 结合土壤质地的残差克里格法32-34
• 3.1.3 结合耕地利用类型图斑的点面克里格法34
• 3.2 基于面数据的土壤有机质含量估测方法34-37
• 3.2.1 基于图斑的土壤有机质含量面克里格法35-36
• 3.2.2 基于图斑“面转点”的土壤有机质含量的序贯高斯条件模拟法36-37
• 3.3 基于“软数据”的土壤有机质估测方法37-40
• 3.3.1 软数据来源与形式37-38
• 3.3.2 最近邻面法38-39
• 3.3.3 土壤类型GIS连接法39-40
• 3.4 土壤有机质含量估测精度分析40-43
• 3.4.1 点数据与面数据土壤有机质估测方法的精度指标40-41
• 3.4.2 基于制图精度的精度指标41-43
• 4 结果与分析43-66
• 4.1 基于采样点数据的土壤有机质含量估测及其精度分析43-52
• 4.1.1 采样点的土壤有机质含量特征分析43-46
• 4.1.2 基于点估测法的土壤有机质含量空间分布特征46-49
• 4.1.3 基于点数据的土壤有机质含量三种方法的估测精度分析49-51
• 4.1.4 基于点数据的土壤有机质含量估测结果Pearson相关分析51-52
• 4.2 基于面数据的土壤有机质含量估测及其精度分析52-62
• 4.2.1 耕地图斑土壤有机质含量的描述性统计分析52-53
• 4.2.2 耕地图斑的土壤有机质含量面克里格估测结果分析53-54
• 4.2.3 耕地图斑土壤有机质含量高斯条件模拟估测结果分析54-59
• 4.2.4 基于耕地图斑土壤有机质含量面数据的估测精度分析59-61
• 4.2.5 基于面数据的土壤有机质含量估测结果Pearson相关分析61-62
• 4.3 基于软数据的土壤有机质含量估测及其精度分析62-66
• 4.3.1 土壤有机质含量最近邻面法估测结果分析62-63
• 4.3.2 土壤类型GIS连接法的有机质含量估测结果分析63-64
• 4.3.3 基于软数据的土壤有机质含量估测精度分析64-66
• 5 结论与展望66-69
• 5.1 主要结论66-67
• 5.2 研究展望67-69
• 参考文献69-74
• 致谢74

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本文编号：937038