基于土壤-景觀關(guān)系的土壤亞類(lèi)分布預(yù)測(cè)制圖——以青海省民和縣為例.pdf

1、隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及對(duì)土地資源與環(huán)境的重視，我國(guó)現(xiàn)有土壤信息的詳盡程度已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足這些領(lǐng)域的需求，傳統(tǒng)的土壤普查方法勢(shì)必長(zhǎng)期地消耗大量物力、財(cái)力和人力。新興的數(shù)字土壤普查技術(shù)以成土因素學(xué)說(shuō)為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用“3S”技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法建立定量土壤—景觀模型，分析土壤類(lèi)型空間分布的相似度，進(jìn)行推理制圖，成為目前該領(lǐng)域的主要研究方向。本文以青海省民和縣作為研究區(qū)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)土壤圖中的土壤類(lèi)型與其對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子間的關(guān)系進(jìn)行分析，以此

2、推理制圖。主要得出如下結(jié)果：
　?。?）本文以成土因素學(xué)說(shuō)為理論基礎(chǔ)，選取研究區(qū)地質(zhì)、植被、土地利用覆被、年均氣溫、年均降水量、DEM以及從DEM中提取的坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率和地形濕度指數(shù)11個(gè)環(huán)境因子建立環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫(kù)。
　?。?）以500m為單位進(jìn)行自動(dòng)格網(wǎng)布點(diǎn)，要求每個(gè)圖斑不少于5個(gè)點(diǎn)，每種亞類(lèi)不少于20個(gè)點(diǎn)，對(duì)達(dá)不到要求的圖斑再進(jìn)行手動(dòng)添加樣點(diǎn)，并提取11種環(huán)境要素，得到研究區(qū)樣本集。對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，

3、采用C5.0決策樹(shù)分類(lèi)方法計(jì)算土壤—環(huán)境的關(guān)系，并使用反復(fù)刪除錯(cuò)分?jǐn)?shù)據(jù)的方法，將分類(lèi)精度提高到98.95％。通過(guò)分析土壤與單個(gè)環(huán)境因子間的關(guān)系以及歸納總結(jié)每個(gè)土壤類(lèi)型與環(huán)境因子組合的關(guān)系，對(duì)決策樹(shù)生成的規(guī)則進(jìn)行整合。最后得到研究區(qū)土壤與環(huán)境關(guān)系的規(guī)則集。
　?。?）采用基于規(guī)則的模糊推理方法進(jìn)行土壤相似度計(jì)算。使用規(guī)則設(shè)置每種土壤亞類(lèi)與單個(gè)環(huán)境因子間的隸屬度曲線(xiàn)，如此建立每種土壤類(lèi)型的各個(gè)規(guī)則，通過(guò)綜合每種土壤亞類(lèi)對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子組

4、合得到14種土壤亞類(lèi)的相似度圖，并對(duì)其進(jìn)行硬化處理，得到最終的土壤亞類(lèi)分布圖。與已有土壤圖進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示相似度較高，但得到的推理圖中土壤亞類(lèi)分布較零散。使用野外采樣數(shù)據(jù)驗(yàn)證推理獲得的研究區(qū)數(shù)字土壤亞類(lèi)圖的精度，結(jié)果顯示部分亞類(lèi)由于空間上的漸變性和交錯(cuò)性產(chǎn)生了錯(cuò)分，但是總分類(lèi)精度達(dá)到60%，在有限的野外采樣點(diǎn)的驗(yàn)證下，這個(gè)精度達(dá)到了預(yù)期的效果。因此，使用該方法推理制圖不僅能將土壤在空間上的連續(xù)變化體現(xiàn)出來(lái)，從而克服了傳統(tǒng)土壤制圖基于多