重庆市两不同地貌及地质背景区土壤Cd、Se元素含量空间插值方法研究

适宜的土壤元素含量空间插值方法对不同地貌及地质背景区土地质量地球化学调查有着重要的意义。在重庆市黔江区(山地)和荣昌区(丘陵)分别以1∶5万和1∶1万工作尺度采集农田表层土壤样品,对1∶5万工作尺度的土壤Cd及Se数据,用反距离权重法(IDW)和普通克里格法(OK)进行空间插值,以1∶1万工作尺度土壤实测数据对插值结果进行交叉验证,根据验证结果对不同插值方法的准确性进行了评价。结果显示,黔江及荣昌区土壤Cd含量较高,黔江区土壤Cd及Se的空间变异性较强,元素来源受到成土母质的控制。交叉验证及栅格减法的结果显示,普通克里格法(OK)适用于山地地区元素空间插值,而反距离权重法(IDW)适用于丘陵及平原地区,两种插值方法对元素插值结果的误差主要体现在元素含量的高值区和低值区。本文给出的土壤元素适宜插值方法的选择过程及数据处理技术,可一定程度提高元素空间插值精度,为土地质量、土壤元素地球化学调查工作提供技术支撑。     

BP神经网络和支持向量机在积温插值中的应用

积温插值是分布式积温获取的重要途径。为了提高积温插值的精度,应用BP(Back Propagation Learning Algorithm)神经网络模型和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型建立甘肃省及周边地区的积温插值模型。结果显示:1)从积温插值的空间分布来看,SVM模型比BP神经网络模型能够体现出更多的细节;2)SVM模型的插值精度总体上显著高于BP神经网络模型;3)在平均相对误差(MRE)最大的西区,相比BP神经网络模型的7.19%,SVM模型将误差降低到了5.47%;4)东区两种模型的MRE最小,BP神经网络模型为2.97%,SVM模型为2.03%;5)与分区建模前相比,分区后的插值精度有所提高,BP神经网络模型将MRE降低了0.04%,SVM模型降低了0.11%。     

半干旱农牧交错区土壤养分空间变异特征分析——以内蒙古伊金霍洛旗为例

本文以伊金霍洛旗为研究区,通过GIS平台对土壤养分中的有机质、全氮、速效钾的空间插值方法进行了比较并得到了最优插值图。然后分析了该旗土壤养分的空间分布规律,为该地区的农业生产布局和生态环境建设提供了依据。通过比较后认为,在该地区有机质的空间插值用反距离权重法为好,而全氮和速效钾的空间插值以克吕格法的指数模型和高斯模型为好。地统计学分析结果表明:有机质、全氮和速效钾的变程分别为11853m,8932.2m和732.99m,全氮和速效钾具有中等空间相关性,而有机质空间相关性较弱。有机质含量普遍偏低,在91%的面积中有机质含量低于10g/kg,其相对高值区呈离散分布,可能与隐域植被的分布有关。全氮含量与有机质含量分布相似,在70%的面积中低于0.75g/kg,而速效钾含量中等,介于102.04-103.31mg/kg之间。在三个不同的景观亚区中,乌审凹地亚区的土壤养分状况较好,黄土丘陵亚区养分状况最差,毛乌素沙地亚区介于它们之间。     

山区丘陵地带土壤有机质插值方法的研究——以安徽省东至县为例

以安徽省东至县为例,系统研究了反距离加权插值法、径向基插值法、全局多项式插值法、局部多项式插值法、普通克里格插值法、简单克里格插值法、泛克里格插值法和析取克里格插值法对区域土壤有机质空间变异评价准确性的影响。结果表明,普通克里格插值法优于其他插值方法,所以东至县土壤有机质的插值分析应使用普通克里格插值法。     

棉蚜与瓢虫空间格局及种群时序动态耦合关系的地统计学分析

应用地统计学方法研究了南疆阿瓦提棉区的棉蚜及瓢虫的空间分布格局及其时序动态耦合规律,结果表明:大尺度下:棉蚜变程范围在6.60～24.60 m,平均12.07 m;块金/基台盛发期范围8.35%～49.98%,消退期在6.63%～13.90%;小尺度下:棉蚜变程范围在1.37～14.76 m,平均3.525 m;块金/基台范围盛发期1.32%～38.81%,消退期在0.21%～83.54%;通过种群动态分析、各向异性变异函数分析及普通克里格插值三维模拟分析,表明不同尺度下瓢虫与棉蚜有着比较典型的追随关系,但小尺度下受随机因素干扰较多,种群变化曲线有一定程度的波动.     

重庆耕地土壤重金属Hg、Cr含量的空间变异性研究

在兼顾重庆三峡库区耕地土壤类型与样点分布相对均匀性的前提下,对重庆三峡库区内39个县区耕地的455个观测点取样分析,测定了代表不同土壤类型耕地的Hg、Cr重金属含量,并应用地统计学的方法分析了数据的统计特征值和结构特征。结果表明:Hg和Cr服从对数正态分布。拟合得到Hg和Cr的半方差函数模型分别为幂函数和球状模型,Hg、Gr在空间上均存在中等相关性。采用Kriging内插法对未测点重金属进行最优估计,并绘制了Kriging插值图,发现研究区土壤中Cr的含量受局部的随机性因素影响程度较大。     

荒漠草原区土壤养分空间变异及评价

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,结合GIS技术,分析了宁夏红寺堡孙家滩园区（0～20 cm）土层土壤养分的空间变异特征,并运用普通克里格（Kriging）进行最优插值,制作了土壤碱解氮（AN）、速效钾（AK）、速效磷（AP）、全氮（TN）、全磷（TP）、有机质（OM）及pH的空间分布图.研究表明,速效磷变异系数最大为82％,pH变异系数最小为4％,变异系数由大到小依次为速效磷＞全磷＞全氮＞速效钾＞碱解氮＞有机质＞pH.各土壤养分都具有良好的半方差结构,pH、速效钾、全磷和有机质符合球状模型,碱解氮和速效磷符合线性模型,而全氮符合指数模型.在空间自相关范围上,全氮最大为37 750m,全磷最小为1 340 m.采用Kriging最优内插法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,各种土样养分都在一定程度上受地形、土壤类型、土地利用方式、施肥等因素的影响,且均表现出明显不同的分布规律,土壤综合肥力水平较低.该研究揭示了孙家滩园区土壤养分的空间分布规律,对于实施精准农业和草地的可持续利用具有积极意义.     

基于人工智能技术的数字地面模型空间插值研究

本文针对数字地面模型(D igital Terrain Model)的建模问题,将高程作为插值变量,通过建立采样点的平面坐标(x,y)及位置因子x2 y2作为输入,对应点的地面高程作为输出的1种描述空间采样数据的BP模型,用人工智能技术研究了1个小区域的高程插值问题。结果表明:基于BP法的人工智能技术可用于DTM的最优空间插值,插值结果可直接用于DTM数字建模,为数字地面模型的建立提供了1种新方法。     

西北旱区石羊河流域作物耗水点面尺度转化方法的研究

基于DEM与GIS空间分析功能研究了石羊河流域主要农作物春小麦需水量ET_c的时空分异规律。根据8个气象站近50年气象资料,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET₀,由收集到的春小麦需水量试验资料获得多年平均作物系数K_c。近50年来流域上游的古浪、天祝春小麦全生育期ET_c呈微弱的增加趋势,中游的凉州区表现出极显著的减少趋势,其他站减少趋势不显著。确立了ET_c与海拔高度、纬度、坡向的多元回归关系,借助Arcview3.3、ArcGIS9.0与Visual Basic6.0软件实现了春小麦ET_c的空间尺度转换,并分析了石羊河流域25%、50%、75%三个不同水文年春小麦ET_c的空间变异情况。石羊河流域春小麦ET_c由山区向绿洲平原递增,多年平均值为270～591 mm。估计值与计算值相差在11.1%以内。     

基于地形高程的云南省降雨量空间插值方法研究

本文结合云南省数字高程模型，以云南省平均降雨数据进行空间插值模拟，首先对常用的空间插值方法进行了阐述，然后结合云南省地形高程验证了插值效果，从而判断出更加适合山地降雨数据的空间插值。