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土壤 2013年第3期45卷 540-547页

作者：张贝尔黄标赵永存张晓光孙维侠胡文友杨劲松中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 安徽省经济研究院合肥230001

空间插值方法的差异以及采样数量不同对土壤质量评价空间分布的预测精度会产生影响。本文通过随机抽样的方法,以山东省禹城市的土壤质量指数为例,从359个土壤采样点中抽取了340,170,90,50,30五个样本子集,通过普通克里格、简单克里格、... 详细信息

空间插值方法的差异以及采样数量不同对土壤质量评价空间分布的预测精度会产生影响。本文通过随机抽样的方法,以山东省禹城市的土壤质量指数为例,从359个土壤采样点中抽取了340,170,90,50,30五个样本子集,通过普通克里格、简单克里格、反距离加权法和样条函数法4种插值方法,分别对其空间变异和布局进行了解析和预测。结果表明:不同插值方法对预测精度影响不显著,而采样点数量则显著影响了土壤质量指数空间分布预测的精度。本文提出在华北平原县域尺度上,以土壤质量评价作为调查目的的土壤采样中,90个样点是比较适宜的采样数量。同时,将我们的结果与Cochran最佳采样数量计算公式获取的最佳采样量比较后发现,Cochran方法获取的最佳采样数量明显偏低,若不考虑实际的空间变异情况,仅仅使用Cochran公式可能会导致土壤质量空间预测不准确。

关键词：土壤质量评价采样数量空间插值方法空间变异华北平原

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地形和采样数量对浙江省森林凋落物碳密度插值精度的影响

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应用生态学报 2013年第8期24卷 2241-2247页

作者：张佳佳傅伟军杜群张国江姜培坤浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300 浙江省森林资源监测中心浙江杭州311300

将浙江省分成平原沿海地区、丘陵-盆地和山地3个地形单元,研究地形和采样数量对浙江省森林凋落物碳密度克里格插值精度的影响.结果表明:浙江省平原沿海地区、丘陵-盆地和山地的森林凋落物碳密度半变异函数基台效应在28.3%～72.4%之间,... 详细信息

将浙江省分成平原沿海地区、丘陵-盆地和山地3个地形单元,研究地形和采样数量对浙江省森林凋落物碳密度克里格插值精度的影响.结果表明:浙江省平原沿海地区、丘陵-盆地和山地的森林凋落物碳密度半变异函数基台效应在28.3%～72.4%之间,具有中等空间相关性;不同地形的克里格插值精度高低顺序为平原沿海地区>丘陵-盆地>山地,随着地形复杂程度增加,其插值精度降低;同一地形单元内的克里格插值精度随采样数量增加而提高,以山地的插值精度提高最为明显.在地形复杂区域有必要设置较多的采样点以提高插值的精度.

关键词：地形采样数量森林凋落物碳密度克里格插值精度浙江省

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采样数量和分布模式对土壤有机质空间插值精度的影响

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福建农业学报 2016年第3期31卷 273-279页

作者：蒋威郜允兵刘玉潘瑜春邢世和福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 北京市农业物联网工程技术研究中心北京100097

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... 详细信息

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;P>0.05,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P>0.05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。

关键词：土壤有机质采样数量插值模型分布模式精度

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采样数量与空间插值方法对土壤属性预测精度的影响

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科学技术与工程 2017年第25期17卷 186-191页

作者：于伟宣赵明松王萌毛亚武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 安徽理工大学测绘学院淮南232001 武汉市规划研究院武汉430012 中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116

不同的采样数量以及空间插值方法会对土壤属性预测精度产生影响。本文以安徽省淮北平原典型旱作农业区蒙城县为例,采用随机抽样的方法,从550个土壤样点中随机抽取50个样点作为验证样本,之后抽取500、400、300、200和100五个样本子集,采... 详细信息

不同的采样数量以及空间插值方法会对土壤属性预测精度产生影响。本文以安徽省淮北平原典型旱作农业区蒙城县为例,采用随机抽样的方法,从550个土壤样点中随机抽取50个样点作为验证样本,之后抽取500、400、300、200和100五个样本子集,采用普通克里格法、反距离权重插值法、局部多项式插值法和径向基函数插值4种空间插值方法,解析研究区土壤有机质空间变异,并利用独立验证和交叉验证方法比较不同样本数量和插值方法的预测精度的差异。发现不同采样数量对区域内土壤属性预测精度会产生较大影响,在淮北平原县域尺度上,以数字土壤属性制图为目的的土壤采样中,200个样点是比较合理的采样数量。不同插值方法对预测精度影响不显著,从交叉验证与独立验证的结果均表明,普通克里格法最优,局部多项式插值法和径向基函数插值法次之,反距离权重插值法的结果最差。

关键词：采样数量空间插值方法预测精度土壤有机质

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县域农田土壤铜含量的协同克里格插值及采样数量优化

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中国农业科学 2009年第8期42卷 2828-2836页

作者：庞夙李廷轩王永东余海英四川农业大学资源与环境学院

【目的】研究县域农田土壤铜含量的空间分布和采样数量,为农田土壤环境质量调查提供帮助。【方法】采用协同克里格方法,以初始的623个土壤铜含量数据及在此基础上随机抽取的560、498和432个数据为目标变量,并以初始的623个土壤有机质含... 详细信息

【目的】研究县域农田土壤铜含量的空间分布和采样数量,为农田土壤环境质量调查提供帮助。【方法】采用协同克里格方法,以初始的623个土壤铜含量数据及在此基础上随机抽取的560、498和432个数据为目标变量,并以初始的623个土壤有机质含量数据为辅助变量,对四川省双流县农田土壤铜含量进行插值分析,并对不同样点数量下协同克里格法在县域尺度农田土壤铜含量空间分布研究中的适用性进行评价。【结果】相同取样数量下,协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法可降低0.9%～7.77%,预测值和实测值之间的相关系数可提高1.76%至9.76%。利用协同克里格法,在土壤铜含量数据量缩减10%的情况下,其估值精度仍高于初始的623个土壤铜含量数据的普通克里格估值,且二者的分布图具有高度相似性。【结论】协同克里格作为一种更为精确和经济的方法,可为县域尺度农田土壤重金属含量的空间分布研究提供更多的信息和帮助。

关键词：农田土壤县域铜协同克里格法采样数量

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土壤重金属Cd污染指数的适宜插值方法和合理采样数量研究

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土壤通报 2016年第5期47卷 1056-1064页

作者：李凯赵华甫吴克宁江红蕾刘霈珈许伟伟中国地质大学土地科学技术学院北京100083 国土资源部土地整治重点实验室北京100035 北京师范大学减灾与应急管理研究院北京100875 江苏省地质调查研究院江苏省南京市210018

对局部存在重金属污染地区采用适宜的插值方法和布设合理的采样点对重金属污染状况监测具有重要的意义。运用单因子指数法得到土壤重金属Cd污染指数,并在镇域内布设2033个采样点的基础上,通过随机抽样法抽取1830、1423、1017、610、203... 详细信息

对局部存在重金属污染地区采用适宜的插值方法和布设合理的采样点对重金属污染状况监测具有重要的意义。运用单因子指数法得到土壤重金属Cd污染指数,并在镇域内布设2033个采样点的基础上,通过随机抽样法抽取1830、1423、1017、610、203五个采样点样本子集。首先,运用普通克里金法(OK)、径向基函数法(RBF)和反距离权重法(IDW)对该地区土壤重金属Cd污染指数进行插值预测,并通过交叉验证法进行精度检验。然后,在反距离权重法的基础上,对五个采样子集进行插值精度分析,得到大致合理采样数量。结果表明:(1)利用全集2033个采样点对3种插值方法进行交叉验证分析可知,RMSE表现为IDW(3.018)>RBF(2.942)>OK(2.837),ME表现为OK(-0.0736)>IDW(0.0214)>RBF(0.0096),MAE表现为IDW(0.5668)>RBF(0.5575)>OK(0.5227),3种插值方法在整体预测精度上差异不明显。而对于污染区域的识别,IDW在轻度污染区、中度污染区和重度污染区预测上表现出较大的优势,能较好的反应污染区域的空间变异特征。因此,认为IDW为较适宜的空间插值方法。(2)对不同采样数量的样本进行交叉验证分析可知,RMSE、ME和MAE在1017个采样点到610个采样点误差变化幅度分别为29.84%、71.31%和36.99%,误差增加幅度较前三个子样本间明显增大。在空间特征识别方面,2033、1830、1423和1017个采样点反映的污染区的空间分布特征非常相似,610和203个采样点预测的污染区域面积明显扩大,对各级污染区域的空间特征细节表现能力较差。因此,对于该镇域内的土壤重金属Cd污染指数的研究,1017个左右采样点是比较合理的采样数量。

关键词：插值方法采样数量重金属Cd 预测精度

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基于Cokriging的耕层土壤全氮空间特征及采样数量优化研究

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土壤学报 2014年第2期51卷 415-422页

作者：赵业婷常庆瑞李志鹏齐雁冰西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

全氮是土壤质量的重要指标，是陆地氮库的重要组成部分，其不仅反映土壤肥力水平，也印证区域生态系统演变规律。土壤氮素含量的空间变异性是引起区域氮素迁移转化过程模拟不确定性的重要原因之一。掌握土壤全氮的空间特征，可为合理制... 详细信息

全氮是土壤质量的重要指标，是陆地氮库的重要组成部分，其不仅反映土壤肥力水平，也印证区域生态系统演变规律。土壤氮素含量的空间变异性是引起区域氮素迁移转化过程模拟不确定性的重要原因之一。掌握土壤全氮的空间特征，可为合理制定农业种植规划及耕地管理措施提供依据，是实现耕地土壤可持续利用和土壤有机氮库调控与管理的前提.

关键词：耕地全氮协同克里格空间变异性采样数量

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县域耕地土壤锌含量的协同克里格插值及采样数量优化

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土壤通报 2013年第4期44卷 830-838页

作者：李润林姚艳敏唐鹏钦于士凯王德营农业部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测实验站甘肃兰州730050 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所甘肃兰州730050 农业部农业信息技术重点实验室北京100081 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

耕地土壤锌含量的空间分布和适宜的采样数量研究,为农产品产地评价和认证、土壤环境质量调查提供帮助。以土壤有机质、pH、全氮、碱解氮、有效铁、有效铜、有效锰、高程数据为辅助变量,采用协同克里格插值方法,对吉林省舒兰市耕地土壤... 详细信息

耕地土壤锌含量的空间分布和适宜的采样数量研究,为农产品产地评价和认证、土壤环境质量调查提供帮助。以土壤有机质、pH、全氮、碱解氮、有效铁、有效铜、有效锰、高程数据为辅助变量,采用协同克里格插值方法,对吉林省舒兰市耕地土壤锌含量进行了插值精度分析,并对不同样点数量下协同克里格法在县域尺度耕地土壤锌含量空间分布研究中的适用性进行了评价。结果表明,相同采样数量下,土壤锌协同克里格法的均方根误差比普通克里格法低,拟合效果更好;辅助因子对土壤锌协同克里格插值的影响效果大小为:全氮>有效锰>高程>有效铁>碱解氮>pH>有机质>有效铜;当高程和有效铜作为辅助因子时,土壤采样数量可以减少20%,土壤锌协同克里格插值仍能满足精度要求。协同克里格作为一种更为精确和经济的空间插值方法。

关键词：耕地土壤锌协同克里格法普通克里格法采样数量

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农产品产地土壤锌的空间插值及其采样数量优化研究——以吉林省舒兰市为例

农产品产地土壤锌的空间插值及其采样数量优化研究——以吉林省舒...

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作者：李润林中国农业科学院

学位级别：硕士

土壤锌是农作物生长必须的微量元素,又是农产品产地土壤环境质量评价的重要因子之一,了解土壤中锌的含量和空间分布对保障农产品产地安全有着重要作用。传统的农产品产地土壤锌环境质量评价是将采样点中土壤锌的含量与评价标准进行比较... 详细信息

土壤锌是农作物生长必须的微量元素,又是农产品产地土壤环境质量评价的重要因子之一,了解土壤中锌的含量和空间分布对保障农产品产地安全有着重要作用。传统的农产品产地土壤锌环境质量评价是将采样点中土壤锌的含量与评价标准进行比较,根据达到标准的样本点所占比例来确定研究区域的土壤锌环境质量状况。基于单个样点的评价,虽然能够客观地反映离散样本点的级别,但无法体现面元状况,容易导致以偏盖全的可能。采用基于GIS的空间插值方法进行土壤锌的空间插值,可以获得土壤锌的空间分布情况,进而评价农产品产地的土壤环境质量,使得评价结果更具合理性。但是,采用哪种空间插值方法更合适,需要进一步研究。同时,样点采集数量也是影响空间插值结果精度的关键。因此探讨土壤锌空间插值适宜方法,以及适宜的采样数量,对农产品产地认证和评价、土壤污染治理评价具有重要的理论价值和实际意义。\n 本文基于3S技术,以吉林省舒兰市为研究区域,进行了土壤锌空间插值适宜方法以及适宜的采样数量研究。通过计算土壤锌和辅助数据的相关性,确定了用于土壤锌协同克里格插值的适宜辅助数据；通过比较土壤锌的普通克里格插值与协同克里格插值的精度,确定了土壤锌适宜的空间插值方法；分别计算了采样数据减少10％和20％情况下,基于辅助数据的土壤锌协同克里格插值精度,以土壤锌全部采样点的普通克里格插值精度为参考,进行了土壤锌采样数量优化研究；最后用传统方法和基于GIS空间插值方法的土壤锌环境质量评价来验证结果。主要研究结论如下:\n (1)采用SPSS18.0软件,对研究区域内342个采样点的土壤锌与辅助数据进行了相关性分析,结果表明研究区域的土壤锌与pH、有效铁呈极显著的相关性,与有机质、全氮、有效铜、有效锰、碱解氮、高程存在显著相关性。因此土壤锌空间插值选择的辅助因子是有机质、pH、全氮、有效铜、有效锰、碱解氮、有效铁、高程。\n (2)采用GIS和Gs+7.0,通过对原始数据预处理、正态分布检验、数据的描述性统计分析、土壤锌的普通克里格和协同克里格半方差函数理论模型拟合和插值计算,以及精度分析,得出基于辅助数据的土壤锌协同克里格插值精度高于普通克里格插值,在协同克里格预测值与实测值的回归分析中,以有效锰、有机质、pH、有效铜、全氮、高程作为辅助数据的协同克里格预测值与实测值的R2值较大,拟合效果较好。\n (3)以土壤锌全部采样点的普通克里格插值结果为参照,比较分析了减少10％(311)和减少20％(277)样点下,基于辅助数据的土壤锌协同克里格插值精度。结果表明,减少10％采样点下,基于辅助数据的土壤锌协同克里格插值仍能满足精度要求；减少20％采样点下,只有基于有效铜和高程的土壤锌协同克里格插值满足精度要求。因此,以有效铜或高程作为辅助数据进行土壤锌协同克里格插值,采用数量可以减少20％。\n (4)进行了土壤锌单项污染指数运算,比较了传统方法、普通克里格插值方法、协同克里格插值方法的土壤锌环境质量评价结果。结果表明,基于GIS的土壤锌空间插值环境质量评价方法比传统方法的精度要高。在利用辅助因子的情况下,减少10％样点的土壤锌协同克里格插值评价结果比普通克里格精度高；减少20％样点下,利用有效铜或高程辅助数据的协同克里格插值评价结果与普通克里格评价精度相近,进一步得出基于GIS空间插值方法的土壤锌环境质量评价结果比传统方法更具科学性和合理性。

关键词：农产品产地土壤锌空间插值采样数量微量元素

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基于辅助变量不同采样数量下土壤全氮预测

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2020年第5期40卷 55-63页

作者：尹群王维瑞郭纪敏张世文胡青青沈强安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 北京市土肥工作站北京100029 上海大学理学院上海200444 安徽理工大学测绘学院安徽淮南232001

不同采样数量以及预测方法会对土壤全氮预测精度产生影响,为了研究不同样点数量对预测模型预测精度的影响,以北京市通州区为例,采用随机抽样的方法,从312个土壤采样点中随机抽取20、40、60、80、100、150、200、250和300个样点,采用偏... 详细信息

不同采样数量以及预测方法会对土壤全氮预测精度产生影响,为了研究不同样点数量对预测模型预测精度的影响,以北京市通州区为例,采用随机抽样的方法,从312个土壤采样点中随机抽取20、40、60、80、100、150、200、250和300个样点,采用偏最小二乘、RBF神经网络以及随机森林模型进行预测,并对预测结果进行预测精度对比。发现不同采样数量对土壤全氮预测精度产生较大的影响,在北京市通州区东南部乡镇,60~200个采样点是比较合理的采样数量。不同预测方法对预测精度影响显著,随机森林预测模型预测精度最高,RBF神经网络和偏最小二乘预测精度相似。

关键词：采样数量土壤全氮预测模型预测精度

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