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1.
准确、高效地掌握草原土壤属性的空间分布能够为草地资源境管理提供基础信息和参考依据。相比于传统土壤调查方法，基于模糊逻辑的土壤—环境推理能够提高野外采样效率和预测制图精度，被广泛应用于数字土壤制图。但由于土壤自身的空间变异性及其与环境条件间的非线性，现有推理模型的稳定性较低，尚未在高寒草原区进行应用。选择新疆巴音布鲁克典型亚高山草原地区约4 km2区域为研究区，以高程、坡度、坡向、沿剖面曲率、沿等高线曲率、地形湿度指数6个地形因子为土壤环境因子，采用模糊[WTBX]C[WTBZ]均值聚类（Fuzzy C-means Clustering，FCM）方法对环境因子聚类，得到9个环境因子组合，并在隶属度值高的环境因子组合中心共设置18个典型点。运用土壤—环境推理方法模拟研究区表层土壤pH值空间分布，其变化范围在7.170~8.186之间。选取35个独立样本进行精度检验（均匀采样点16个，横截面采样点9个，垂直带采样点10个），模拟结果与实测值基本吻合，且基于模糊聚类和土壤—环境推理方法的模拟精度高于普通克里格法和反距离权重法。通过基于模糊逻辑和土壤—环境推理的数字土壤制图方法在小尺度区域的运用验证，结果表明基于典型点的采样方案能够快速、有效地对区域土壤属性进行空间模拟，该方法对于类似小尺度的研究区同样有效。 相似文献
2.
土壤厚度的空间插值方法比较——以青海三江源地区为例 总被引：5，自引：0，他引：5
利用青海三江源地区533个土壤剖面中的厚度数据, 在GIS技术的支持下, 采用确定性内插(反距离加权、全局多项式、局部多项式和径向基函数)和地统计内插(普通克里格、简单克里格、泛克里格和协同克里格)两类共八种插值方法对研究区土壤厚度的空间分布进行了预测, 并综合比较了各种插值方法的预测误差、统计特征值和插值结果分布图。结果表明:(1)在地统计内插方法中, 普通克里格方法(一阶)插值效果比普通克里格方法(二阶)要好;在普通克里格方法(一阶)的半方差函数模型中, 球状模型的插值效果优于指数模型和高斯模型;普通克里格方法在四种地统计内插方法中预测误差最小、预测结果准确性最好。(2)确定性内插方法中, 反距离加权(指数为1)法的误差较小, 并且对区域与局部趋势的反映效果最好。(3)从预测误差大小和对区域总体及局部趋势的综合反映效果来看, 有异向性的球状模型普通克里格(一阶)插值方法预测结果最能准确反映青海三江源地区土壤厚度的空间分布。 相似文献
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地统计学方法在土壤学中的应用 总被引：24，自引：1，他引：24
地统计学目前在土壤科学中得到广泛的应用和发展,成为认识土壤特征的一个重要工具.地统计学的空间变异函数和克里格插值等方法是土壤性状分析的主要手段,空间变异函数主要用于描述土壤理化性状空间变异特性,不同的插值方法可优化田间试验设计和田间采样方案,克里格插值方法则特别适用于未测量点土壤属性值的估测等.近年插值方法又被广泛应用于确定区域土壤环境容量和土壤质量标准,随机模拟则用于对土壤特性进行不确定性估计等.因而,地统计学方法对我国大量土壤学资料的整合与分析具有极大的应用前景. 相似文献
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基于定性和定量辅助变量的土壤有机质空间分布预测——以四川三台县为例 总被引：5，自引：0，他引：5
准确获取土壤性质的空间分布信息,是区域土壤资源优化利用和土壤环境保护的需要。以川中丘陵区三台县为案例区,运用人工神经网络模型,构建融合区域定性及定量辅助变量的空间预测方法,模拟三台县土壤有机质的空间分布格局。结果表明,研究区土壤有机质在4.20~47.60 g kg-1之间,平均为17.97 g kg-1;变异系数为36.89%,属中等程度变异。土壤有机质的块金值与基台值之比为0.742,变程为7.0 km,即空间自相关性较弱。不同土壤类型间有机质含量差异显著;土属的空间分布较土类能更好地揭示研究区土壤有机质含量空间分布格局的差异。除土壤类型因素的影响外,坡度、地形湿度及植被盖度是研究区土壤有机质空间变异的主要因子。融合土壤类型因素和地形植被因子的神经网络模型预测结果,比普通克里格法、回归克里格法以及神经网络结合普通克里格的方法,更符合研究区地学规律和实际情况;其预测结果的平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差较其他3种方法均降低幅度显著。同时,该方法对极值有较好的预测能力。研究为复杂环境条件下准确获取区域土壤性质的空间分布信息提供了较可行的方法。 相似文献
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指示克里格方法是一种不依赖于分布假设条件的非参数估值方法,对于异常值和偏态分布都具有良好的稳健能力,因此可以作为地球化学异常研究的理想工具。阈值作为指示克里格方法最重要的参数,对于插值结果具有很大影响。该文从多维分形理论出发,利用浓度-面积(C-A)模型计算地球化学异常下限值,并将其作为阈值参与指示克里格法插值计算。为了解决多维分形测度时的不确定性,利用Voronoi图的唯一性对C-A模型进行了改进,并通过安徽省某铜矿区大比例尺化探Cu元素地球化学数据对上述方法进行了实例研究。结果显示,较之反距离加权插值法、普通克里格插值法,指示克里格法获取的最高累计概率范围与已知矿体的空间吻合程度更高,具有更好的地球化学异常识别能力。对于地球化学数据空间变异性强烈的地区,指示克里格方法在稳定变异函数形状和高值信息重建能力方面具有很大的优势。 相似文献
6.
《亚热带资源与环境学报》2015,(4)
基于地统计方法分析了省域范围表层土壤(0~20 cm)砷元素的空间变异性。结果表明:研究区土壤砷含量平均值为6.95 mg·kg~(-1),变异系数141.0%,为强变异性。土壤砷最优理论半变异函数拟合模型为指数模型,其块金效应值83.77%,变量空间相关性较弱。通过各向异性分析表明地质背景、地形可能影响着土壤砷的空间分布。克里格插值图直观地反映出研究区内土壤砷的空间变异特征,调查分析得出,母质母岩、土壤类型、地形等自然因素影响着研究区土壤砷的分布,同时,人类的矿山开采和农业生产活动等对土壤砷的分布也具有重要的影响。 相似文献
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基于地学信息的土壤属性高精度曲面建模 总被引：5，自引：1，他引：4
目前土壤属性的曲面建模面临两大问题,一是缺乏足够多的采样点进行模拟,二是采样点的土壤属性与环境变量间存在非线性关系。高精度曲面建模(HASM)方法在如何融合地学信息对土壤属性进行空间插值,尚需深入研究。本文提出高精度曲面建模与地学信息相结合的土壤属性空间插值方法(High accuracy surface modeling for soil properties, HASM-SP),分别基于研究区的土壤类型、土地利用类型和母岩类型,模拟了江西省典型红壤丘陵区土壤的速效磷(AP)、锂(Li)、pH、碱解氮(AN)、全钾(K) 和铬(Cr) 6 种土壤属性的空间分布。将HASM-SP与普通克立格(OK)、OK与地学信息相结合的方法(OK-Geo) 和分层克立格(SK) 相对比,结果表明：结合地学信息可以使插值方法(HASM-SP和OK-Geo) 模拟结果的平均误差更趋近于0;相对于其他3 种方法,HASM-SP具有较小的平均绝对误差和均方根误差。从模拟的空间分布图上来看,HASM-SP获得了由于地学要素类型突变导致的土壤属性空间变异的细节信息。因此,基于地学信息的土壤属性高精度曲面建模方法(HASM-SP) 与传统插值方法相比,不仅提高了土壤属性空间分布的模拟精度,还能更好地刻画突变边界处土壤属性的空间变异,使土壤属性分布图更好地符合地学规律和实际情况。HASM-SP的提出对于丰富土壤属性的高精度曲面建模理论具有重要意义,并为土壤管理、精准农业的实施以及区域环境规划等提供科学依据。 相似文献
8.
基于环境相关法的土壤属性空间分布特征研究——以黄土丘陵沟壑区小流域为例 总被引：9，自引：7，他引：2
在横山县朱家沟小流域采集111个样点,分析土壤属性与地形因子相互关系,进行空间预测分析。结果表明:土壤密度与复合地形指数CTI显著正相关,土壤有机质与复合地形指数CTI、汇流动力指数SPI、沉积物运移指数STI显著负相关,全磷只与坡度β显著负相关。多元线性逐步回归模型对于土壤密度和有机质拟合较好,而对于全磷,预测结果较差;回归-克里格预测有效地减小了残差,消除了平滑效应,预测极差更宽,对于局部的变异及地形、土地利用的关系体现更为细化,提高了预测精度。 相似文献
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烟台海岸带土壤重金属定量源解析及空间预测 总被引：5，自引：0，他引：5
定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考。以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的空间预测及潜在污染区域划定。结果表明：① 研究区表层土壤中 As、Co、Cr、Mn和Ni主要为自然来源,且空间分布受成土母质的控制;② 工业和交通排放是土壤中Cd、Pb和Zn的重要来源,三者在金、铜矿的尾矿区以及烟台市区呈现出污染热点;③ 土壤中Cu主要来自铜基杀菌剂和有机肥施用等农业活动,高值区主要分布在果园土壤;④ 土壤中Hg主要来源于煤炭燃烧和混汞法炼金所排放Hg的大气沉降,高值区主要分布在金矿以及龙口、蓬莱市区周边;⑤ Cu、Hg和Cd的潜在污染区域面积占研究区总面积的37.5%、14.3%和8.6%,应给予重点关注。 相似文献
10.
黄河下游滩区开封段土壤重金属空间分异规律 总被引：5，自引：0，他引：5
对黄河下游滩区开封段及滩外土壤采样48个,按照土壤化学分析方法,对铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)和镉(Cd)5种重金属进行分析,采用单因子污染指数、普通克里格法和相关分析对研究区土壤重金属含量特征、污染状况和分布特征进行了计算。结果表明:①研究区土壤5种重金属Pb、Cr、Hg、As和Cd含量就平均值而言,Cr的平均含量最大,Pb、Hg的平均含量最小。Pb、Cr、Hg、As和Cd4种重金属元素的变异系数在0.13～0.28之间,属于中等变异强度,Hg变异系数较大,Hg的空间差异相对较大;②重金属元素Pb、Cr、Hg、As、Cd之间具有较强的线性关系,可能具有共同来源——水沙输入;③主要污染元素为Hg、As、Pb,其中Pb的污染为中度污染且范围较广,而As和汞Hg构成三级轻度污染。Cr和Cd在各村间变化不大,Cr,Cd没有构成污染,且Cd是全部清洁表现出污染没有积累;④土壤各重金属元素的空间分布特征在研究区内上下段之间分异明显,上段呈清洁状态,中段有少量污染,下段表现出明显富集的分布状态。 相似文献
11.
Rafael Moniz Caixeta Diniz Tamantini Ribeiro João Felipe Coimbra Leite Costa Péricles Lopes Machado 《Natural Resources Research》2017,26(2):213-221
Multiple Random Walk Simulation consists of a methodology adapted to run fast simulations if close-spaced data are abundant (e.g., short-term mining models). Combining kriging with the simulation of random walks attempts to approximate traditional simulation algorithm results but at a computationally faster way when there is a large amount of conditioning samples. This paper presents this new algorithm illustrating the situations where the method can be used properly. A synthetic study case is presented in order to illustrate the Multiple Random Walk Simulation and to analyze the speed and goodness of its results against the ones from using Turning Bands Simulation and Sequential Gaussian Simulation. 相似文献
12.
LIN Qinghuo LI Hong LI Baoguo LUO Wei LIN Zhaomu CHA Zhengzao GUO Pengtao 《资源与生态学报(英文版)》2019,10(4):441-450
Site-specific nutrient management is an important strategy to promote sustainable production of rubber trees in order to obtain high yields of natural rubber. Making effective nutrient management decisions for rubber trees depend on knowing the spatial variations of soil fertility properties in advance. In this study the Kriging geostatistical method was used to examine the spatial variability of soil total nitrogen (TN), organic matter (OM), available phosphorus (AP) and available potassium (AK) in a typical hilly rubber tree plantation in Hainan, China. The spatial variability of the soils was small for the TN and OM and had medium variability for the AP and AK variables. Anisotropic semivariograms of all soil properties revealed that elevation and building contour ledge can profoundly affect the spatial variability of soil properties in the plantation, except for the AK variable. Soil samples had to be collected in alignment with the direction of elevation and perpendicular to the direction of building contour ledges, which was needed to obtain more reliable information within the study area in the rubber tree plantation. In formulating a sample scheme for AK, the distribution features of the soil’s parent material should be considered as the influence factor in the study field. The Kriging method used to guide the soil sampling for spatial variability dertermination of soil properties was about 2-5 times more efficient than the classic statistical method. 相似文献
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古尔班通古特沙漠南缘主要土壤化学特征的空间异质性 总被引：4，自引：2，他引：2
运用半方差分析和Kriging插值研究了古尔班通古特沙漠南缘典型沙垄至垄间地浅层土壤(0～30 cm)pH值、电导率、有机质及全N含量的空间变异特征。结果表明,土壤pH值、有机质及全N含量服从正态分布,电导率符合对数正态分布。半方差分析结果显示,土壤pH值、电导率符合球状模型,而有机质、全N含量符合高斯模型。除全N具有中等空间相关性外,其余的都具有强空间相关性。用Kriging插值法对未测点的参数含量进行最优估计,绘制含量分布图,从而更直观地反映研究区土壤参数空间变异特征。 相似文献
14.
利用地理信息系统（GIS）及地统计学方法,对乌鲁木齐米东区农田土壤中重金属（Hg、Cu、Zn、Pb、Ni、Cd及Cr）的含量进行空间变异性分析。结果表明：除Cu、Zn、Pb和Hg超过土壤背景值外,7种重金属的平均含量均未超过国家环境质量二级标准（GB15618-1995）;7种重金属均具有较好的空间变异结构,可以用指数模型、球状模型和高斯模型拟合,且具有不同程度的块金效应;Cd、Cr具有强烈的空间自相关性,Pb、Ni、Cu、Zn和Hg属中等强度空间相关, 说明其含量受外源污染的影响较大;采用普通克里格插值法得出7种重金属的空间分布图,除Cd空间分布规律不明显外,其它6种重金属均存在显著的空间分布规律。 相似文献
15.
高斯两步移动搜索法的模型研究——以上海市绿地可达性为例 总被引：5，自引：2，他引：3
合理的配置公共服务设施对城市的现代化建设至关重要。空间可达性是度量公共服务设施配置是否合理的方法之一。在诸多的研究方法中,高斯两步移动搜索法由于直观且运算简便,因而得到广泛应用。但该方法也有不足之处,本文运用格网GIS方法,以上海市的绿地空间可达性为例,对两步移动搜索法进行模型方法的改进研究,并对高斯两步移动搜索法和格网化的高斯两步移动搜索法进行对比分析,结果表明：后者可降低空间可达性的误差,提高可达性精度,对上海市绿地空间可达性反映更加真实、客观。如果选择合理的数据将其格网化,该方法也可以用于其他公共服务设施的空间可达性研究。 相似文献
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利用不同方法估测土壤有机质及其对采样数的敏感性分析 总被引：7，自引：5，他引：2
用随机方法从262个采样点中抽取200个点作为已知有机质含量的数据集,将所有采样点的碱解氮作为辅助数据预测有机质的空间分布。利用有机质信息的普通克立格法的方差解释量和预测精度最低,而回归克立格法因在预测过程中加入了回归残差而使方差解释量最大、预测精度最高。为了分析采样数对不同方法预测精度的影响,从上述已知有机质含量的200个点中分别随机抽取40、80、120、160个点构成4个数据集,分别利用它们的有机质信息和不同方法预测了有机质的空间分布,结果表明:对于每个数据集,4种方法的预测精度顺序均为RGK>COK>RG>OK,线性回归法的预测精度随采样点的增加基本不变,而其它三种方法的预测精度却逐渐提高。 相似文献