“3S”技术在土壤养分空间变异研究中的应用

运用包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在内的"3S"技术为辅助手段进行土壤养分空间变异研究,不但提高了研究效率,同时也使土壤养分空间分布的表达更为直观,取样更具代表性、合理性,分析结果更为精准可靠.选用地统计分析(Geostatistical Analyst)理的反距离权重法(IDW)和克里金(Kriging)模型进行土壤养分空间插值,使其分析结果的公共认可性得以保证."3S"技术与传统技术相结合的方法将会是土壤养分空间变异研究的发展趋势.     

张家口地区水热因子的空间插值及其变化趋势分析

在DEM和已有降水模拟数据的基础上,充分利用GIS空间插值技术和气象统计数据,完成了对张家口地区多年年均温和降水量的空间模拟。研究表明,张家口地区年均气温受地形影响很大,中西部和东南部山区属低温区,洋河河川区年均气温7℃以上,属于高温区,其余丘陵、低山区年均气温一般在4～6℃;区内气温年较差偏大,进一步表明张家口地区大陆性气候特征显著;1992～2001年的年均温模拟结果高值区较1949～2001年明显增加,是全球气候变暖的又一例证。张家口地区年均降水量有从东南向西北减少的趋势,降水分布不均匀;局部地区由于受地形变化的影响,年降水量的空间分布有一定的起伏变化,形成几个高值区,崇礼县降水相对较高,而康保、张北等坝上地区降水相对较少。实践证明,GIS空间插值技术是将统计数据栅格化的理想手段和工具,该研究对张家口地区的农业生产有一定的实际指导意义。     

中国剩余定理与插值多项式关系的探究

研究了有理数域上中国剩余定理及其证明,并且分析讨论了中国剩余定理与插值多项式之间的关系,结果表明拉格朗日插值多项式是中国剩余定理的一个特殊形式。最后用算例验证了所得的结论。     

基于GIS平均气温空间分布推算模型研究——以海南岛为例

[目的]研究基于GIS平均气温空间分布推算模型。[方法]以多年平均气温为研究对象,应用普通克里格插值法(OK)、反距离权重插值法(IDW)、样条插值法(SPLINE)以及混合插值法(MLR)对海南岛18个长期气象观测站1979～2008年逐月气温资料进行了空间栅格化,通过不同插值方法的对比分析,选择针对海南岛多年平均气温相对最优的插值方法。[结果]通过对海南岛近30年的平均气温4种插值方法的误差分析,发现插值法精度顺序为MLRIDWOKSPLINE。基于海南岛DEM影像的"多元线性回归+残差插值"的小网格插值法即混合插值法(MLR)在海南岛平均气温空间插值效果最好;海南岛平均气温空间分布特征除具有明显的南高北低的纬度地带性以及随海拔升高逐渐降低的垂直地带性外,沿岸地区气温呈略高于内陆地区趋势;海南岛各月气温递减率在0.38～0.85℃/100m,年均气温递减率约为0.74℃/100m,在不同区域不同时间条件下,气温对于海拔高度的递减率不同。[结论]该研究为海南岛农业气象要素连续分布状况获取和建立精确空间分布推断模型提供依据。     

Argo数据库的构建与渔业分析应用

遥感数据在渔业分析中应用广泛,但它只能提供海洋表层参考信息,远洋捕捞常常需要次表层环境信息辅助渔场预测。Argo剖面数据提供了从表层到2 000 m以浅的数据,利用Argo数据建立的次表层海况数据库可以为渔业分析提供更多的参考信息。从GDacs服务器自动定时下载数据并更新数据库,利用Akima插值方法处理垂直剖面数据,通过分析温度和盐度的变化情况计算出温跃层和盐跃层,以及其深度、厚度、强度等信息,利用反距离权重插值法绘制海洋次表层环境信息图,结合渔业信息数据可以很好地应用于渔业分析。研究亮点:多数金枪鱼类生活在海洋表层至100 m,温跃层限制了鱼类的上下移动。文章研究了Argo数据自动化处理,使用AKIMA、IDW插值生成温跃层上(下)界温度、盐度、深度、强度;根据温跃层深度选择用于辅助分析的水层;分析渔获量分布、变化等与海洋次表层环境特点的关系。     

基于不同滤波方法的机载激光雷达数据处理及表面模型构建

利用几种不同的滤波算法对黑龙江省凉水国家级自然保护区的点云数据进行处理,对比分析评价了各滤波算法在东北地区的滤波分类效果及对构建数字高程模型和数字表面模型的影响。指出了各算法的适用范围,并生成了高质量的数字表面模型产品———精确反映地形起伏的DEM和准确反映地物高程及形状信息的DSM。     

样点数对县域土壤养分空间变异特征评价的影响

以广东省阳西县测土配方施肥耕地地力调查数据为基础,应用地统计学和GIS空间分析技术,对耕层土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾进行空间插值质量研究。结果表明:(1)土壤养分变异系数的顺序为速效钾>速效磷>有机质>全氮>pH,插值误差随土壤养分空间变异系数增大而增加。(2)插值精度随着插值样点数的增加而不断提高,土壤养分的预测值与实测值的相关系数逐渐增加。采样密度相同时,土壤养分的标准均方根误差(NRMSE)值由大到小的变化顺序是速效钾>有效磷>全氮>有机质>pH值。(3)对阳西县土壤养分空间变异情况进行评价时,土壤pH值和全氮采样时应以30～60 hm2耕地为一个采样单元;土壤有机质采样时应以20～30 hm2耕地为一个采样单元;土壤有效磷和速效钾采样时应最大以20 hm2耕地为一个采样单元。     

盆周山地土地整理生态安全评价研究——以四川省雅安市上里镇为例

遵循压力-状态-响应(PSR)框架模型和指标选取一般原则,采用层次分析法拟定盆周山地土地整理生态安全评价指标体系,运用Delphi法筛选指标,最终建立盆周山地土地整理生态安全评价指标体系;运用主成分分析和ArcGIS地统计插值相结合的方法对研究区土地整理前后的生态安全进行评价。以四川省雅安市雨城区上里镇土地整理项目为例,进行土地整理前后生态安全评价,评价结果表明:研究区生态安全等级提高,土地整理前项目区92.62%生态安全等级为Ⅱ级,7.38%为Ⅲ级,土地整理后生态安全等级全处于Ⅱ级;研究区生态安全等级提高幅度不大,土地整理前最低分值非常接近Ⅱ级与Ⅲ级的阀值,土地整理后分值靠近Ⅱ级的下限;评价结果与实际相符。该评价指标体系和方法对四川盆地盆周山地土地整理生态安全评价具有一定的指导意义。     

低山茶园土壤的氮素空间变异与其颗粒组成的关系

研究低山茶园土壤氮素的空间变异及其与土壤颗粒组成的关系,对提高茶园氮肥利用率,降低氮素损失及茶园土壤管理具有重要意义。结合运用经典统计学和地统计学方法,分析蒙顶山茶园土壤的氮素空间变异与其土壤颗粒组成的相关性。结果表明:①土壤全氮及碱解氮含量具有中等的空间相关性,C0/(C0+C)分别为35·5%和28·5%,自相关距离分别达到了843和1149m,结构性因子是其空间变异的主要影响因子。二者的空间变异方向并不完全相同,但都在东南方向有明显的空间变异,在东北方向的变异较小。②Kriging插值分析说明,土壤全氮和碱解氮均在东北至西南方向呈明显的带状分布,在垂直方向均随海拔高度的升高而增大。③土壤全氮和碱解氮含量与<0·0001mm土壤颗粒呈极显著负相关,与0·0001~0·0005mm粒径土壤颗粒相关不显著,与0·0005~0·01mm粒径土壤颗粒呈显著或极显著正相关。     

采样数量和分布模式对土壤有机质空间插值精度的影响

基于北京市大兴区南部郊区平原农用地的高密度土壤样点,结合GIS和空间插值方法,对研究区的样点数据进行随机抽样生成不同数量的数据集,探讨采样点数量和分布模式对土壤有机质空间预测插值精度的影响。研究结果表明:(1)利用不同方式确定的合理采样点数量由高到低依次是插值方法的精度要求、变异函数拟合效果、正态分布法和均值及变异函数的满足小于5%相对误差;(2)变异函数拟合效果总体随着采样点数量的增加呈梯度式增强,但495点集优于825点集;相同样点分布模式下变异函数拟合效果相似;(3)相同样点集的不同插值方法预测精度存在差异,最佳插值方法不同;2272、825、115点集BEK都是最优,1485、495和83点集分别是SWT、SK和LPI最优;(4)样点间最近邻距离分布模式中P值小于0.05,插值模型对土壤有机质插值精度低;P0.05,R比率接近1,样点分布强于样点数量对插值模型对预测精度的影响;其P0.05且R比率大于1.20,各常规插值方法能得到较稳定的插值精度。