基于經(jīng)驗(yàn)貝葉斯克里金的微尺度植煙田土壤有機(jī)質(zhì)空間變異性
發(fā)布時(shí)間:2021-10-11 13:03
【目的】為了在優(yōu)質(zhì)煙田間栽培中更好地實(shí)施精確定位施肥,需要準(zhǔn)確掌握植煙田土壤養(yǎng)分的空間分布信息!痉椒ā勘疚母鶕(jù)地統(tǒng)計(jì)理論,采用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯克里金方法分析河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣一長期植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間變異性,并與徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值法、普通克里格插值法進(jìn)行預(yù)測精度比較。【結(jié)果】研究區(qū)植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量處在最適宜范圍內(nèi),其平均值為14.81 g·kg-1,變異系數(shù)為13.74%,表現(xiàn)為中等程度變異性。植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量存在半方差結(jié)構(gòu),其半方差函數(shù)最優(yōu)擬合模型是指數(shù)模型。而且表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間相關(guān)性。在插值和預(yù)測方面,EBK經(jīng)驗(yàn)貝葉斯法除了明顯優(yōu)于普通克里金插值法以外,還優(yōu)于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值法!窘Y(jié)論】在微尺度條件下,采用以坐標(biāo)和鄰近樣點(diǎn)為輸入的經(jīng)驗(yàn)貝葉斯克里金方法,來分析植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間變異性,可以達(dá)到快速便捷、精度更高的效果。
【文章來源】:西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2020,33(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
土壤采樣點(diǎn)分布
表2 研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量的半方差函數(shù)參數(shù)Table 2 Semivariogram parameter of soil O.M contents in study areas 模型Model 塊金值C0 基臺(tái)值C0+C 塊金值/基臺(tái)值C0 /C0+C 決定系數(shù)R2 變程(m)Range 殘差RSS 球狀模型Spherical 0.0148 0.0565 0.262 0.652 92.400 7.277 E-04 指數(shù)模型Exponential 0. 0001 0.0578 0.002 0.690 88.500 6.476E-04 高斯模型Gaussian 0.0001 0.0519 0.002 0.640 33.775 7.648E-04 線性模型Linear 0.0264 0.0642 0.411 0.576 128.219 8.857E-04從殘差RSS來看,土壤有機(jī)質(zhì)含量指數(shù)模型的殘差少于其他各種模型,因此區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量更好地符合指數(shù)模型,其變程為88.50 m,其C0 /C0+C為0.002,說明系統(tǒng)具有較強(qiáng)程度的空間變異型。表明在微尺度條件下,該植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的差異是由土壤母質(zhì)等因素造成。
表3 研究區(qū)植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量不同預(yù)測方法精度檢驗(yàn)值比較Table 3 Comparison of interpolation precision of test sample in different cases 方法Methods 建模點(diǎn)Modeling point MAE MRE( %) RMSE 普通克里金插值法Ordinary kriging 1.571 10.818 1.863 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值法Radical Basis Function 1.546 10.696 1.838 EBK經(jīng)驗(yàn)貝葉斯Empirical bayes 1.543 10.690 1.837從圖3可以看出,3種插值結(jié)果趨勢基本一致,基本反映了研究區(qū)植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布和變異情況。但可看出普通克金插值圖的空間分布圖整體比較連續(xù),具有明顯的平滑效應(yīng),難以再現(xiàn)區(qū)域化變量的波動(dòng)性,減少了數(shù)據(jù)的變異性[19]。而EBK插值結(jié)果呈現(xiàn)出較多的梯度而且邊緣更加光滑,更能客觀地表現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特征。說明了EBK體現(xiàn)出高精度的特點(diǎn)[20]。EBK插值在尊重原始實(shí)測數(shù)據(jù)值情況下,整體分布相對離散,斑塊更豐富,突出了數(shù)據(jù)分布的波動(dòng)性。其小尺度土壤養(yǎng)分的識別能力與其他插值方法相比具有明顯優(yōu)勢。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瀏陽植煙土壤pH和有機(jī)質(zhì)時(shí)空變異及豐缺評價(jià)[J]. 唐春閨,李帆,楊紅武,向世鵬,李強(qiáng). 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2017(01)
[2]微地形土壤養(yǎng)分空間變異特征及養(yǎng)分管理研究[J]. 王強(qiáng),張莉莉,馬友華,張承祥. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]山西高原降水量空間插值分析[J]. 程朋,張珺,張茹,閆美芳,任鴻瑞. 人民黃河. 2016(02)
[4]整治區(qū)植煙土壤有機(jī)質(zhì)空間變異特征及肥力等級評價(jià)[J]. 徐大兵,劉冬碧,佀國涵,趙書軍,袁家富,上官力,譚軍. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(19)
[5]省域土壤有機(jī)碳空間分布的主控因子——土壤類型與土地利用比較[J]. 顧成軍,史學(xué)正,于東升,徐勝祥,孫維俠,趙永存. 土壤學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]攀西植煙土壤有機(jī)質(zhì)和全氮空間變異性研究[J]. 張倩,王昌全,李冰,馮廣林,李啟權(quán),杜倩. 核農(nóng)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的土壤養(yǎng)分空間分布預(yù)測[J]. 李啟權(quán),王昌全,張文江,余勇,李冰,楊娟,白根川,蔡艷. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(02)
[8]整合已有土壤樣點(diǎn)的數(shù)字土壤制圖補(bǔ)樣方案[J]. 張淑杰,朱阿興,劉京,楊琳. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(10)
[9]基于多元地統(tǒng)計(jì)的土壤有機(jī)質(zhì)含量空間格局反演[J]. 陳鋒銳,秦奮,李熙,彭光雄. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(20)
[10]不同類型植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間變異特征[J]. 賀凡,常棟,劉國順,葉協(xié)鋒,張雙雙,張軒槐,屈建康. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(04)
本文編號:3430563
【文章來源】:西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2020,33(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
土壤采樣點(diǎn)分布
表2 研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量的半方差函數(shù)參數(shù)Table 2 Semivariogram parameter of soil O.M contents in study areas 模型Model 塊金值C0 基臺(tái)值C0+C 塊金值/基臺(tái)值C0 /C0+C 決定系數(shù)R2 變程(m)Range 殘差RSS 球狀模型Spherical 0.0148 0.0565 0.262 0.652 92.400 7.277 E-04 指數(shù)模型Exponential 0. 0001 0.0578 0.002 0.690 88.500 6.476E-04 高斯模型Gaussian 0.0001 0.0519 0.002 0.640 33.775 7.648E-04 線性模型Linear 0.0264 0.0642 0.411 0.576 128.219 8.857E-04從殘差RSS來看,土壤有機(jī)質(zhì)含量指數(shù)模型的殘差少于其他各種模型,因此區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量更好地符合指數(shù)模型,其變程為88.50 m,其C0 /C0+C為0.002,說明系統(tǒng)具有較強(qiáng)程度的空間變異型。表明在微尺度條件下,該植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的差異是由土壤母質(zhì)等因素造成。
表3 研究區(qū)植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量不同預(yù)測方法精度檢驗(yàn)值比較Table 3 Comparison of interpolation precision of test sample in different cases 方法Methods 建模點(diǎn)Modeling point MAE MRE( %) RMSE 普通克里金插值法Ordinary kriging 1.571 10.818 1.863 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值法Radical Basis Function 1.546 10.696 1.838 EBK經(jīng)驗(yàn)貝葉斯Empirical bayes 1.543 10.690 1.837從圖3可以看出,3種插值結(jié)果趨勢基本一致,基本反映了研究區(qū)植煙田土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布和變異情況。但可看出普通克金插值圖的空間分布圖整體比較連續(xù),具有明顯的平滑效應(yīng),難以再現(xiàn)區(qū)域化變量的波動(dòng)性,減少了數(shù)據(jù)的變異性[19]。而EBK插值結(jié)果呈現(xiàn)出較多的梯度而且邊緣更加光滑,更能客觀地表現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特征。說明了EBK體現(xiàn)出高精度的特點(diǎn)[20]。EBK插值在尊重原始實(shí)測數(shù)據(jù)值情況下,整體分布相對離散,斑塊更豐富,突出了數(shù)據(jù)分布的波動(dòng)性。其小尺度土壤養(yǎng)分的識別能力與其他插值方法相比具有明顯優(yōu)勢。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瀏陽植煙土壤pH和有機(jī)質(zhì)時(shí)空變異及豐缺評價(jià)[J]. 唐春閨,李帆,楊紅武,向世鵬,李強(qiáng). 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2017(01)
[2]微地形土壤養(yǎng)分空間變異特征及養(yǎng)分管理研究[J]. 王強(qiáng),張莉莉,馬友華,張承祥. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]山西高原降水量空間插值分析[J]. 程朋,張珺,張茹,閆美芳,任鴻瑞. 人民黃河. 2016(02)
[4]整治區(qū)植煙土壤有機(jī)質(zhì)空間變異特征及肥力等級評價(jià)[J]. 徐大兵,劉冬碧,佀國涵,趙書軍,袁家富,上官力,譚軍. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(19)
[5]省域土壤有機(jī)碳空間分布的主控因子——土壤類型與土地利用比較[J]. 顧成軍,史學(xué)正,于東升,徐勝祥,孫維俠,趙永存. 土壤學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]攀西植煙土壤有機(jī)質(zhì)和全氮空間變異性研究[J]. 張倩,王昌全,李冰,馮廣林,李啟權(quán),杜倩. 核農(nóng)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的土壤養(yǎng)分空間分布預(yù)測[J]. 李啟權(quán),王昌全,張文江,余勇,李冰,楊娟,白根川,蔡艷. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(02)
[8]整合已有土壤樣點(diǎn)的數(shù)字土壤制圖補(bǔ)樣方案[J]. 張淑杰,朱阿興,劉京,楊琳. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(10)
[9]基于多元地統(tǒng)計(jì)的土壤有機(jī)質(zhì)含量空間格局反演[J]. 陳鋒銳,秦奮,李熙,彭光雄. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(20)
[10]不同類型植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間變異特征[J]. 賀凡,常棟,劉國順,葉協(xié)鋒,張雙雙,張軒槐,屈建康. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(04)
本文編號:3430563
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