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基于结合型制图方法的土壤类型推理研究 被引量：2
1
作者 李坤 黄魏 +2 位作者 傅佩红 陈宇昊 王子影 《土壤学报》 北大核心 2025年第2期348-361,共14页
通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Near... 通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Nearest Neighbor,KNN)等三种不同制图方法分别分区建模,得到制图结果后合并形成全域土壤类型空间分布图,继而,使用FP-Growth算法挖掘环境因子内部关联关系(频繁项集),分别将其与上述三种制图结果结合,再次推理土壤类型空间分布。制图结果显示:(1)按母质类型分开制图的效果和精度均较母质一起制图时好,且土壤类型空间分布的推理也更加合理。(2)随机森林与频繁项集结合制图在本研究中精度最高,为70.73%,且与另外两种结合方法推理的土壤类型空间分布也有一定的相似性,通过对比分析能够确定研究区土种类型的空间分布。(3)与频繁项集结合后,三种方法的制图精度和Kappa系数均有提升,提升最多的为KNN方法(分别提升9.76%,11.70%),最少的为随机森林方法(分别提升4.88%,5.85%),验证了本文设计结合方法的有效性。本研究主要进行了两方面探究,一方面探究了母质对环境因子筛选的影响,为数字土壤制图的因子筛选提供参考;另一方面通过将频繁项集与不同制图方法相结合为数字土壤制图提供了新的方法和思路,同时也为关联关系的信息化应用提供了参考。 展开更多
关键词 环境因子 母质 机器学习 频繁项集 数字土壤制图
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基于核密度估计的土壤样本代表性修正研究 被引量：1
2
作者 李坤 陈宇昊 +3 位作者 李文岳 王子影 傅佩红 黄魏 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第1期94-104,共11页
为充分利用历史样点数据获取更可靠的土壤-环境知识,进而获取更高精度的土壤预测推理图,采用样本代表性修正方法获取更高的知识精度,利用样本空间与总体空间环境协变量的空间相似度关系,以核密度估计为基础,采用3种不同算法对每个土壤... 为充分利用历史样点数据获取更可靠的土壤-环境知识,进而获取更高精度的土壤预测推理图,采用样本代表性修正方法获取更高的知识精度,利用样本空间与总体空间环境协变量的空间相似度关系,以核密度估计为基础,采用3种不同算法对每个土壤采样点探寻最优权重,并以土壤表层有机质含量预测制图为例验证方法的科学性和有效性。结果显示,该修正方法最高可将多元线性回归制图的RMSE和MAE分别降低10.30%和12.74%,证实了该方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 环境协变量 空间偏差修正 样本代表性 启发式算法 数字土壤制图 历史样点
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多模型集成驱动下的川中丘陵区土壤属性制图方法研究
3
作者 邓春秀 何霞 +7 位作者 陈小辉 董秀春 唐康其 曾瑜苹 郭伟 黄平 王思 李源洪 《西南农业学报》 北大核心 2025年第10期2064-2075,共12页
【目的】丘陵区地形复杂、成土环境异质性强,传统方法难以实现土壤属性的高精度空间预测。本研究以四川省遂宁市为典型区域,旨在评估多模型的适用性,从而选择最优模型方案,揭示土壤属性的空间分异规律及其主控环境因子,评估近40年土壤... 【目的】丘陵区地形复杂、成土环境异质性强,传统方法难以实现土壤属性的高精度空间预测。本研究以四川省遂宁市为典型区域,旨在评估多模型的适用性,从而选择最优模型方案,揭示土壤属性的空间分异规律及其主控环境因子,评估近40年土壤属性演变趋势,为精准土壤管理提供数据支撑与技术路径。【方法】基于遂宁市4133个表层样点,选取pH、有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)、全氮(TN)4项指标,整合气候、地形、母质、遥感指数、人类活动5类共25个环境变量。采用随机森林(RF)筛选关键环境因子,系统对比普通克里金(OK)、极端梯度提升(XGBoost)、随机森林(RF)、Stacking及随机森林残差克里格(RF+OK)共5种模型在土壤属性制图中的精度,并结合决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、一致性相关系数(CCC)以及偏差(Bias)等指标综合评价模型性能,进一步开展变量重要性分析,解析土壤属性分异的主控环境因子。【结果】①模型比较结果表明:RF+OK模型在独立测试集上表现出最优性能(平均R^(2)=0.78±0.04),显著优于其他模型(如Stacking R^(2)=0.65),该模型有效融合RF对环境因子的非线性解析能力与OK对空间自相关的残差校正。②土壤属性空间分异驱动模式呈现属性特异性:内源属性(pH、CEC)主要受地质本底(地层+岩性,重要性>22.8%)控制;外源属性(OM、TN)则由人类活动-水文过程(土地利用+河网距离,重要性>42.2%)主导。③空间格局:不同模型预测的空间格局总体相似,但存在关键差异。④时空演变:近40年土壤属性呈现“三升一降”趋势:OM(均值15.67 g/kg)、CEC(均值23.21 cmol/kg)、TN(均值1.12 g/kg)显著上升,但pH>8.5和pH≤4.5的酸碱极端面积扩展,构成土壤退化风险核心。【结论】RF+OK模型为丘陵区土壤属性制图提供有效路径,遂宁市土壤属性演变受“地质本底-人类活动-空间依赖”三维复合驱动,亟需基于“地质分区-精准施策”理念构建智慧土壤管理平台,以应对土壤碱化加剧与肥力不均衡等风险。 展开更多
关键词 随机森林残差克里格 Stacking模型 环境变量 时空演变 川中丘陵区
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农牧交错带景观尺度土壤腐殖质层厚度空间变异分析
4
作者 徐婷 张卓栋 +1 位作者 王旖林 朱淼 《北京师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期247-254,共8页
研究农牧交错带景观尺度土壤腐殖质层厚度空间特征及变化规律,探明腐殖质层厚度的主要影响因素,为其土壤资源利用与保护提供科学依据.本文基于野外实地调查数据,利用地统计与GIS相结合的方法,从景观尺度分析农牧交错带土壤腐殖质层厚度... 研究农牧交错带景观尺度土壤腐殖质层厚度空间特征及变化规律,探明腐殖质层厚度的主要影响因素,为其土壤资源利用与保护提供科学依据.本文基于野外实地调查数据,利用地统计与GIS相结合的方法,从景观尺度分析农牧交错带土壤腐殖质层厚度的空间分布特征及其与地形、植被等环境因素的关系.结果表明:1)研究区内土壤腐殖质层厚度均值为53.8 cm,主要集中于20~60 cm;2)土壤腐殖质层厚度具中等空间自相关性,其空间变异性较高,呈较明显的斑块状分布;3)海拔是土壤腐殖质层厚度最显著的影响因子(P<0.05),土壤腐殖质层随海拔增加明显变薄,不同坡向、坡度、植被类型条件下的土壤腐殖质层厚度均值存在差异,但总体差异不显著(P>0.05).景观尺度下多种环境因素的综合作用形成土壤腐殖质层厚度空间分布的高复杂性,其空间异质性在土壤碳储量测算等相关研究中应被关注. 展开更多
关键词 腐殖质层厚度 空间变异 地形 农牧交错带 景观尺度
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数字土壤制图技术在立地质量评价
5
作者 徐畅 马瑞 《林业科技通讯》 2025年第9期27-30,共4页
森林立地质量评价作为森林培育的基础工作,在影响全球林地功能的发挥的同时还影响林地的可持续发展.然而传统的森林立地质量评价单元多以小班为基础单元,且评价因子不够精细全面、缺少林地土壤空间数据,为满足精准林业的需求,如何详尽... 森林立地质量评价作为森林培育的基础工作,在影响全球林地功能的发挥的同时还影响林地的可持续发展.然而传统的森林立地质量评价单元多以小班为基础单元,且评价因子不够精细全面、缺少林地土壤空间数据,为满足精准林业的需求,如何详尽地获取评价因子及土壤空间分布信息将是未来研究所要关注的重点.近年来,伴随数字土壤技术的不断发展,在降低研究成本的基础上,不仅提升了制图的精度还为精准快速地获取林地评价因子提供了科学的技术手段. 展开更多
关键词 数字土壤制图 立地质量评价 精准林业 立地质量 “3S”技术
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摄影测量与遥感在土壤普查方面的应用分析
6
作者 郑超 《农业灾害研究》 2025年第8期212-214,共3页
阐述了摄影测量和遥感技术在土壤普查工作中的应用。土壤普查需要严格遵守土壤理化指标测定规范,准确控制数据质量,采用科学的样本采集布局。摄影测量和遥感技术以其自身的优势实现了对土壤类型分布的精准解译、对土壤侵蚀状况的动态监... 阐述了摄影测量和遥感技术在土壤普查工作中的应用。土壤普查需要严格遵守土壤理化指标测定规范,准确控制数据质量,采用科学的样本采集布局。摄影测量和遥感技术以其自身的优势实现了对土壤类型分布的精准解译、对土壤侵蚀状况的动态监测和对土壤养分含量的反演评估。同时,还可利用遥感技术探测土壤水分,并准确绘制普查区域边界,为土壤普查工作提供了高效、精准的技术保障。 展开更多
关键词 摄影测量 遥感 土壤普查
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基于物候信息的华北平原农田土壤有机碳密度空间分布预测
7
作者 夏迎新 肖二龙 +1 位作者 李道诚 宁立新 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页
华北平原为我国重要的粮食生产基地,精准预测华北平原土壤有机碳密度(Soil organic carbondensity, SOCD)的空间分布变化,对于维护区域粮食安全及推动可持续发展具有重要意义。数字土壤制图(Digital Soil Mapping, DSM)作为一种有效的手... 华北平原为我国重要的粮食生产基地,精准预测华北平原土壤有机碳密度(Soil organic carbondensity, SOCD)的空间分布变化,对于维护区域粮食安全及推动可持续发展具有重要意义。数字土壤制图(Digital Soil Mapping, DSM)作为一种有效的手段,通过选择合适的协变量能够有效地模拟土壤有机碳密度的空间分布。以华北平原为研究区域,采用支持向量机模型(SVM)、XGBoost模型和随机森林模型(RF)分别进行建模,综合多源环境变量作为输入因子,探明SOCD的空间分布特征,同时引入物候变量补充损失的气候信息以及气候特征,探究物候变量对SOCD空间分布预测的影响程度。结果表明:地表温度类变量是影响该地区SOCD空间分布的关键因素。引入物候变量后,SVM、XGBoost和RF模型预测精度均呈现上升趋势,其中RF模型精度提升约12%,XGBoost提升约16.4%,SVM提升约12.2%。引入物候变量改进的RF模型的预测精度最高,R2为0.475。从SOCD的空间分布特征来看,呈现南部、北部较高,中、东部较低的趋势,南部的SOCD含量最为集中。该研究突出了物候变量对土壤有机碳密度含量空间分布的显著影响,并为未来研究提供了新的视角与方法。 展开更多
关键词 土壤有机碳密度 数字土壤制图 随机森林 物候信息 华北平原
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基于特征变量多重扩增与筛选的区域土壤容重随机森林预测
8
作者 王桐 宋洁 +4 位作者 王鑫 于东升 马利霞 樊剑波 刘明 《土壤》 CSCD 北大核心 2024年第6期1347-1357,共11页
以江西省鹰潭市为研究区,调查不同土地利用及土壤类型的131个样点表层(0~20 cm)土壤容重,结合多源环境大数据提取地形、遥感和气候等环境因子的66个变量构成原始特征集,创建特征变量多重扩增与筛选方法,即针对原始特征集及随机森林(RF)... 以江西省鹰潭市为研究区,调查不同土地利用及土壤类型的131个样点表层(0~20 cm)土壤容重,结合多源环境大数据提取地形、遥感和气候等环境因子的66个变量构成原始特征集,创建特征变量多重扩增与筛选方法,即针对原始特征集及随机森林(RF)模型,依次开展基于主成分分析(PCA)的主成分提取-主成分扩增-交叉验证递归(RFECV)筛选-特征多项式扩增(PFE)-交叉验证递归(RFECV)再次筛选,最终获得了3个变量组合的最优特征集。基于最优特征集的RF土壤容重空间预测精度R^(2)达0.469,比原始特征集的预测精度(R^(2)=0.315)提升了34%,且特征维度降低了95%,显著提升了空间预测效果及效率。 展开更多
关键词 土壤容重 随机森林模型 特征集 数字土壤制图
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治沟造地工程对小流域氮磷面源污染的综合治理效应
9
作者 曹婧 陈怡平 +2 位作者 毋俊华 张晶 陈静书 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期64-71,共8页
治沟造地工程可缓解黄土高原耕地资源紧张、人地矛盾等问题,对小流域水土流失也有很好的防治效果,但该工程对小流域水土流失型非点源污染的综合治理效应尚不明确。选取延安地区典型未治理流域与治沟造地流域、典型新造地和坡耕地、生态... 治沟造地工程可缓解黄土高原耕地资源紧张、人地矛盾等问题,对小流域水土流失也有很好的防治效果,但该工程对小流域水土流失型非点源污染的综合治理效应尚不明确。选取延安地区典型未治理流域与治沟造地流域、典型新造地和坡耕地、生态拦截坝作为研究对象,采集并测定土样氮磷质量分数和水样氮磷质量浓度。结果表明:连年耕作新造地耕作层土壤氮磷质量分数显著高于传统坡耕地(P<0.05),且新造地氮下渗率高于坡耕地;生态拦截坝对水体中总氮、总磷、硝氮和氨氮质量浓度总削减率分别达到44.3%、94.8%、91.2%和46.9%;未治理流域产流量是经治沟造地工程治理后流域产流量的29倍;小流域不同时期水体总磷、总氮、氨氮和硝氮质量浓度大小排序均为枯水期>全年期>丰水期,治沟造地工程对流域水体氮磷质量浓度削减率排序为总磷>总氮>氨氮>硝氮;治沟造地对流域总氮拦截量最大,其次为硝氮。总体上,治沟造地工程能够在“源头”和“过程”对氮磷面源污染物进行双重阻截。 展开更多
关键词 氮磷面源污染 治沟造地 小流域 生态拦截坝 南沟模式
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松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度数字制图方法比较 被引量：2
10
作者 郭俊辉 刘峰 +5 位作者 徐胜祥 高璐璐 赵治东 胡文友 于东升 赵玉国 《地球信息科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1452-1468,共17页
黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的... 黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的空间分布特征是亟待解决的问题。选取东北地区松嫩典型黑土区作为研究区,以研究区内106个剖面点和45个环境因子为基础数据,通过因子重要性排序和相关性剔除法筛选变量,利用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)、梯度提升树(Gradient Boosting Decsion Tree,GBDT)、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、随机森林回归克里格(Random Forest-Regression Kriging,RF-RK)和堆叠泛化模型(Stacking)对黑土层厚度进行空间预测制图,评估不同模型预测精度并研究影响黑土层厚度空间分布的最优协变量,并基于较优模型绘制东北黑土区耕地黑土层厚度分级图。结果表明:①Stacking组合多种模型的优点,预测性能表现最佳(R^(2)=0.47,MAE=21.02 cm,RMSE=27.12 cm),其次是RF-RK和RF;②通过变量筛选剔除低贡献度的环境变量后,不同模型的R^(2)平均提高0.11,其中MLR提升幅度最大为0.32;③不同模型预测的松嫩典型黑土区黑土层厚度空间分布趋势基本一致,60 cm以上的黑土层主要分布在研究区的东北部和东南部,而30 cm以下的黑土层主要分布在研究区的西南部。在平原漫岗地区,RF-RK和Stacking可以作为黑土层厚度预测的有效方法,总初级生产力(GPP)、坡度坡长因子(LS)和地表温度最大值合成(LSTm)是模型中最重要的解释变量,且黑土层厚度的空间分布信息能为黑土区耕地黑土保护和农业可持续发展提供数据支持。 展开更多
关键词 黑土层厚度 数字土壤制图 变量筛选 机器学习 随机森林回归克里格 堆叠泛化模型 空间分异特征 最优协变量
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基于机载高光谱影像的农田尺度土壤有机碳密度制图 被引量：7
11
作者 刘潜 王梦迪 +5 位作者 郭龙 王冉 贾中甫 胡献君 唐乾坤 石铁柱 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期293-305,共13页
准确监测土壤有机碳密度SOCD(Soil Organic Carbon Density)对调控土壤碳汇、合理利用土壤资源具有重要意义。机载高光谱影像为精细化SOCD制图提供了重要数据源。由于机载高光谱在数据收集过程中易受到外部因素的影响,光谱中存在噪声影... 准确监测土壤有机碳密度SOCD(Soil Organic Carbon Density)对调控土壤碳汇、合理利用土壤资源具有重要意义。机载高光谱影像为精细化SOCD制图提供了重要数据源。由于机载高光谱在数据收集过程中易受到外部因素的影响,光谱中存在噪声影响SOCD的估算精度。因此,本研究旨在探究基于机载高光谱影像估算SOCD的技术流程。对原始光谱进行预处理,包括一阶微分FD(First Derivative)和包络线去除CR(Continuum Removal)变换。采用遗传算法GA(Genetic Algorithm)选择特征波段,并结合不同回归方法,如偏最小二乘回归PLSR(Partial Least Square Regression)、多元线性回归MLR(Multiple Linear Regression)、支持向量机SVM(Support Vector Machine)和人工神经网络ANN(Artificial Neural Network)估算SOCD。结果表明,在经过GA特征波段选择后,原始光谱、FD光谱和CR光谱预测SOCD的精度均有所提高。使用原始光谱特征波段,PLSR、MLR、SVM和ANN共4种模型预测SOCD的决定系数R~2分别为0.672、0.621、0.551和0.678。使用FD与CR光谱特征波段的R~2范围分别在0.452—0.593和0.332—0.602,具有较大的误差。利用原始光谱的特征波段进行SOCD数字制图,不同回归模型预测的SOCD在空间上具有较为相似的变化趋势,与SOCD测量值较为相近,绝对误差较大的点多出现在采样点边缘附近。 展开更多
关键词 土壤有机碳密度 机载高光谱 遗传算法 数字土壤制图
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样点稀少条件下基于环境相似性的土壤有机碳空间分布预测
12
作者 郭澎涛 肖秀绒 +3 位作者 赵菊 李茂芬 李波 傅奠基 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期103-110,共8页
针对现有土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)空间分布预测模型难以适用于样点稀少条件下的问题,该研究依据成土环境越相似土壤属性越相似的假设,提出一种基于环境相似性的SOC空间分布预测方法(environmental similarity model,ESM),... 针对现有土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)空间分布预测模型难以适用于样点稀少条件下的问题,该研究依据成土环境越相似土壤属性越相似的假设,提出一种基于环境相似性的SOC空间分布预测方法(environmental similarity model,ESM),首先利用影响SOC空间分布的关键环境变量刻画研究区成土环境,然后比较采样点与待估测点处的环境相似度,最后依据环境相似度预测待估测点处的SOC含量。为验证ESM方法的有效性,以云南省作为案例研究区,并设置3个情景:1)从64个采样点中随机抽取10个点作为训练集,余下的采样点作为验证集,随机抽取20次;2)从64个采样点中随机抽取20个点作为训练集,余下的采样点作为验证集,随机抽取20次;3)从64个采样点中随机抽取30个点作为训练集,余下的采样点作为验证集,随机抽取20次。以平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)评估模型预测精度。方差分析结果表明,采样点分别为10、20和30这3个情景条件下ESM的MAE(12.7、11.7、11.1 g/kg)都显著(P<0.05)低于多重线性回归(72.6、23.0、16.7 g/kg)和人工神经网络(15.8、14.9、15.8 g/kg),表明ESM模型具有较高的预测精度及较强的鲁棒性,可为成土因素复杂区域SOC空间分布的预测提供借鉴和指导。 展开更多
关键词 土壤 有机碳 模型 环境相似性 空间分布 预测 样点少
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紫色土土壤全氮和全磷含量的高光谱遥感预测 被引量：22
13
作者 徐丽华 谢德体 +1 位作者 魏朝富 李兵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期723-727,共5页
高光谱遥感技术是土壤养分预测的有效手段之一。以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质和实验室反射光谱数据分析和测量的基础上,用偏最小二乘回归方法建立了紫色土土壤全氮和全磷含量的预测模型,并用33个水稻土土壤... 高光谱遥感技术是土壤养分预测的有效手段之一。以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质和实验室反射光谱数据分析和测量的基础上,用偏最小二乘回归方法建立了紫色土土壤全氮和全磷含量的预测模型,并用33个水稻土土壤样本对紫色土土壤养分预测模型进行了验证。结果显示,紫色土土壤全氮预测模型得到的土壤样本预测值和实测值之间的总相关系数达到了0.672,而紫色土土壤全磷预测模型得到的相关系数只有0.498;用紫色土土壤养分预测模型对水稻土土壤养分进行预测得到的相关系数分别为0.550和0.124。因此,用高光谱来预测紫色土土壤全氮含量具有一定的可行性,但高光谱对于紫色土全磷含量的预测效果相对较差;土壤养分预测模型在不同类型土壤之间并不具有很好的通用性。 展开更多
关键词 紫色土 水稻土 全氮 全磷 高光谱 偏最小二乘回归
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基于模糊集理论提取土壤—地形定量关系及制图应用 被引量：21
14
作者 赵量 赵玉国 +2 位作者 李德成 孙孝林 张甘霖 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期961-967,共7页
通过对研究区地形因子的模糊聚类,提取了地形因子组合与特定土壤属性的定量隶属度关系,然后对隶属度高值区土壤进行目的性采样为隶属度函数赋值,制作研究区土层厚度连续分布图。通过野外实地验证,将观测值与图中预测值比较,结果显示该... 通过对研究区地形因子的模糊聚类,提取了地形因子组合与特定土壤属性的定量隶属度关系,然后对隶属度高值区土壤进行目的性采样为隶属度函数赋值,制作研究区土层厚度连续分布图。通过野外实地验证,将观测值与图中预测值比较,结果显示该方法制图精度在82%左右,具有一定的可靠性。进一步考察认为该模型在地形部位较低,地势较为平坦,土壤发育较好,土层较厚,成土环境相对稳定的地区预测效果更好,适用性更强。该方法能提高土壤制图效率,降低制图成本,提高制图精度,对土壤微域变异的表现更为详细,图面信息负载量更高。应用该方法制作大比例尺土壤详图不失为土壤调查与制图领域一种可行的新方法。 展开更多
关键词 模糊集理论 土层厚度 土壤-景观模型 土壤制图
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数字土壤制图研究综述与展望 被引量：105
15
作者 朱阿兴 杨琳 +2 位作者 樊乃卿 曾灿英 张甘霖 《地理科学进展》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第1期66-78,共13页
土壤的空间分布是土壤形成与发展过程的体现。数字土壤制图是一种新兴的、高效表达土壤空间分布的技术方法,在过去的30年取得了飞速发展。其理论基础为土壤成土因子学说和地理学第一定律。国内外学者在获取环境变量数据、采样方法、制... 土壤的空间分布是土壤形成与发展过程的体现。数字土壤制图是一种新兴的、高效表达土壤空间分布的技术方法,在过去的30年取得了飞速发展。其理论基础为土壤成土因子学说和地理学第一定律。国内外学者在获取环境变量数据、采样方法、制图模型方法和土壤图产生及评价方面开展了大量的研究,应用案例也从小范围到大区域,甚至是全球尺度。未来数字土壤制图的发展方向包括:环境变量刻画的新技术,特别是体现人类活动方面的环境因子;新型数据和遗留数据的有效利用;土壤发生学知识与数学模型的紧密结合的新型推理方法;支持大数据多终端的计算模式。 展开更多
关键词 土壤空间分布 数字土壤制图 环境协同变量 土壤环境关系
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耕地地力评价指标体系构建中的问题与分析逻辑 被引量：39
16
作者 赵彦锋 程道全 +2 位作者 陈杰 孙志英 张化楠 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1197-1208,共12页
耕地地力评价指标选取的主导性、独立性原则在实践中不易落实;耕地地力评价试图应用到多尺度空间,却没有适应不同时空尺度的明确任务定位,从而很少考虑评价指标选择的尺度适应性。本文运用地学、农学、系统科学的观点,建立了针对上述问... 耕地地力评价指标选取的主导性、独立性原则在实践中不易落实;耕地地力评价试图应用到多尺度空间,却没有适应不同时空尺度的明确任务定位,从而很少考虑评价指标选择的尺度适应性。本文运用地学、农学、系统科学的观点,建立了针对上述问题的分析逻辑,认为:第一,耕地地力评价的任务、评价技术路线和评价指标对地力的指示意义均具有时空尺度特征。第二,评价指标应区分为直接说明作物光、温、水、养分满足程度的指标和间接指示这些条件的指标。大空间范围的耕地地力评价以长时效,低空间精度为特征,着重表现区域地理障碍和资源约束,宜选取稳定性和间接性评价指标;小空间范围以即时状态的耕地地力评价为主,并具有较高的空间精度,评价指标应具有即时性和直接性特征。第三,土地—作物—管理条件构成土地利用系统的整体,随土地系统的作物需求、土地和管理条件的变化,评价指标对耕地地力的意义应辩证分析。第四,共同说明光、温、水、养分的某一方面性质的自然土地条件和人工土地条件应作为整体对待,综合为一个指标,而不应在评价指标体系中分割。 展开更多
关键词 耕地地力评价 指标体系 分析逻辑
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县域土壤质量数字制图方法比较 被引量：5
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作者 张世文 张立平 +2 位作者 叶回春 胡友彪 黄元仿 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第15期254-262,共9页
土壤质量研究几乎涵盖土壤研究的所有领域,土壤质量制图理论与方法是土壤质量研究的一项重要研究内容。该研究以北京市密云县为研究区,基于土壤质量评价最小数据集和指数和法计算的土壤质量指数,探究了在地学模型支持下区域土壤质量数... 土壤质量研究几乎涵盖土壤研究的所有领域,土壤质量制图理论与方法是土壤质量研究的一项重要研究内容。该研究以北京市密云县为研究区,基于土壤质量评价最小数据集和指数和法计算的土壤质量指数,探究了在地学模型支持下区域土壤质量数字制图方法。研究设计了5种区域土壤质量数字制图方法,并比较了不同方法的空间数字制图精度。结果显示,目前广泛使用的基于参评指标空间插值结果的土壤质量数字制图方法精度最低、工序较繁琐,且无法反映研究区景观高度异质的特点;而基于计算后的土壤质量指数(soil quality index,SQI),借助于地统计学方法的土壤质量数字制图方法相对比较科学合理,其中又以基于计算后的SQI和回归克里格法预测效果最好,均方根误差最小,仅为0.01897,相对于基于参评指标空间插值结果的土壤质量数字制图方法,精度相对提高率最大,达到50%以上。综合考虑空间制图精度、工序的繁简程度,在该研究设计的5种方法中基于计算的SQI和回归克里格法最佳,该法避免了地统计插值在景观高度异质区的应用局限性,预测结果与实际最为相符。 展开更多
关键词 土壤 制图 模型 区域土壤质量 地统计学
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土壤数据对分布式流域水文模型模拟效果的影响 被引量：5
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作者 李润奎 朱阿兴 +2 位作者 秦承志 陈腊娇 刘军志 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期168-174,共7页
基于空间半分布式的SWAT模型和全分布式的WetSpa Extension模型,分析了高分辨率的SoLIM数字土壤数据和美国SSURGO传统土壤数据对流域径流空间分布式模拟和总量模拟的影响。结果显示:利用不同土壤数据得到的产水模拟结果在空间上差别明显... 基于空间半分布式的SWAT模型和全分布式的WetSpa Extension模型,分析了高分辨率的SoLIM数字土壤数据和美国SSURGO传统土壤数据对流域径流空间分布式模拟和总量模拟的影响。结果显示:利用不同土壤数据得到的产水模拟结果在空间上差别明显,但模拟径流总量的差别随着模拟面积的增大而逐渐减小。根据实验结果,对于注重空间分布的模拟目的,需要较详细输入数据的支持;对于总量模拟,则可随模拟面积的增大而适当放宽对输入数据分辨率的要求。 展开更多
关键词 土壤数据 分布式水文模型 径流模拟 综合作用 尺度
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基于土壤剖面质地构型的土壤质量评价——以河南省封丘县为例 被引量：7
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作者 李开丽 檀满枝 +1 位作者 密术晓 陈杰 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1253-1260,共8页
土壤剖面质地构型是土壤质量和土壤生产力的重要影响因子,对冲积平原地区来讲尤其重要。然而,现有的土壤质量评价研究中,很少采用该因子,且评价指标筛选大多缺乏明确的生物学意义。本研究利用河南省封丘县39个剖面数据及113个土钻样点数... 土壤剖面质地构型是土壤质量和土壤生产力的重要影响因子,对冲积平原地区来讲尤其重要。然而,现有的土壤质量评价研究中,很少采用该因子,且评价指标筛选大多缺乏明确的生物学意义。本研究利用河南省封丘县39个剖面数据及113个土钻样点数据,使用模糊C均值聚类方法 (FCM)结合Kriging插值方法获取的9种土壤剖面质地构型在空间上分布的单一类别隶属度图;在此基础上结合专家知识,针对平原地区旱作作物及耕地的耕性对土壤剖面质地构型的性状进行打分,以分值为参照,在Arc GIS 9.2中9个单一类别隶属度栅格文件进行栅格计算,获取了研究区土壤剖面质地构型栅格的综合分值。利用包括土壤剖面质地构型在内的多个土壤属性,结合作物产量数据,使用主成分分析(PCA)方法确定了最小数据集(MDS);应用指数和法,基于两种途径对土壤质量进行了评价,并结合测产获取的作物产量对两种评价结果进行了对比分析。结果表明:土壤质量指数与作物产量有较好的相关性,土壤质量评价结果能够较好地反映研究区的土壤质量状况。在添加剖面质地构型因子后,土壤质量评价结果有进一步的改善,可见在黄河泛滥冲积平原地区,剖面质地构型是土壤质量评价必不可少的因子。 展开更多
关键词 土壤剖面质地构型 土壤质量 冲积平原 模糊C均值(FCM) 最小数据集(MDS) 主成分分析(PCA)
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案例推理和克里克插值在土壤养分预测中的比较研究 被引量：5
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作者 徐丽华 谢德体 +1 位作者 魏朝富 李兵 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期105-110,共6页
以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质进行分析和测量的基础上,用均方根误差、平均相对误差、一致性系数三个精度评价指标对克里克插值和案例推理方法用于土壤养分预测的精度进行了评价,并对这两种方法所获得的土壤... 以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质进行分析和测量的基础上,用均方根误差、平均相对误差、一致性系数三个精度评价指标对克里克插值和案例推理方法用于土壤养分预测的精度进行了评价,并对这两种方法所获得的土壤养分空间分布图的效果进行了比较.研究结果显示,与克里克插值方法相比,案例推理方法不仅获得了较好的土壤养分预测精度,还获得了较好的制图效果.尤其是在没有采样点分布的区域,案例推理方法获得的土壤养分空间分布图也具有更高的详细度. 展开更多
关键词 克里克插值 案例推理 全氮 预测精度 制图效果
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