复杂地形区土壤属性制图——以玉树市土壤全碳为例

来源 :青海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhenmafanwokao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤是人类以及动植物赖以生存的物质基础,合理利用土壤资源是实现可持续发展的重要内容。传统的土壤数据获取方法是通过野外采样,实验室分析,以及零散的历史土壤数据来获取,土壤属性制图利用数学模型从土壤观测、土壤知识及相关环境变量中推测土壤类型和属性,具有高效、快速以及成本较低的特点,也弥补了空间插值忽视环境因素影响的缺陷,得到了广泛的研究和应用。复杂地形区内地形起伏大,交通不发达,野外土壤采样存在很大的困难与风险,土壤数据更新速度慢,大部分地区现今只有第二次全国土壤普查的1:100万土壤数据,无法满足农业、牧业、科学研究及环境管理等对土壤数据的需求。土壤属性制图为复杂地形区获取土壤属性数据提供了新途径。玉树市位于青海省南部,是青藏高原的腹地,在其境内山地众多、河流纵横,是典型的复杂地形区。  为探讨复杂地形区土壤属性制图方法,本文基于ArcGIS地理信息系统软件与IBM SPSS Modeler数据挖掘工具,对玉树市土壤全碳进行预测性制图。以土壤全碳含量为目标变量,数字高程模型、坡度、坡向、地形湿度指数、剖面曲率、平面曲率、归一化植被指数,以及由土壤类型、土地利用类型、地貌类型、地质类型、植被类型数据同数字高程模型和归一化植被指数共同构建的加权变量为预测变量,采用多元回归模型、逐步回归模型和BP神经网络模型构建土壤全碳含量的预测模型。主要研究结论如下:  (1)玉树市的土壤全碳含量基本符合正态分布,平均值为55.80 g/kg,标准差为19.22 g/kg。全变量多元回归模型预测结果显示,海拔较低的河谷地区含量较低,海拔较高的山地地区全碳含量较高。  (2)本文所构建的加权变量建立的回归模型优于由数字高程模型、坡度、坡向、地形湿度指数等常规变量建立的回归模型。加权变量建立的BP神经网络模型的验证精度高于其他BP神经网络模型,由常规变量与加权变量共同构建的BP神经网络模型中加权变量的整体重要性高于常规变量,而且由地质类型、土壤类型、植被类型与数字高程模型构建的加权变量的重要性远高于数字高程模型本身的重要性。在众多模型中,引入加权变量的全变量多元回归模型是预测玉树市土壤全碳的最佳模型。因此,构建加权变量是有效利用定性环境变量的一种新的方式,为数字土壤制图提供了获取新变量的方法。  (3)定性变量对目标变量的影响不显著,构建的加权变量与参与构建加权变量的定量变量存在较大的相关性,因而不适合用于加权变量的构建。  (4)利用ArcGIS软件与SPSS Modeler相结合进行数字土壤属性制图,可以根据专家的经验和方法构建出适合研究区的模型,不局限于其他建模软件对数据、格式和方法上的限制。  综上所述,本研究结合遥感、植被、地形与地质地貌数据等多源数据,对土壤全碳进行建模预测,达到了预设效果。加权变量建立的回归模型优于常规变量建立的回归模型,预测结果能够为农牧业的管理、城乡规划等工作提供决策支持。加权变量建立的BP神经网络模型验证精度较高,因此构建加权变量能有效利用定性变量,为数字土壤制图提供新的制图变量,也可供其他土壤资料缺乏的区域在研究中借鉴,能更好地为区域发展和经济建设服务;为复杂地形区土壤数据的更新和复杂地形土壤属性制图提供方法和经验参考。
其他文献
学校灾害教育是防灾减灾的基础工作之一,越来越受到各国的关注,而根据地区的地域特色和文化背景开展适合灾害教育,不仅可以使一些有效的灾害救助方法和防灾减灾措施得到具体落实
“大数据不仅是一种海量的数据状态及其相应的数据处理技术,更是一种思维方式,一项重要的基础设施。这或是明天我们治理交通拥堵、雾霾天气、看病难、食品安全等‘城市病’的
人类进入21世纪之后,休闲成为世界范围内的热门话题,未来,人类将走过“信息时代”的高峰,迈入“休闲时代”。《职工带薪年休假条例》的不断完善,和《国民休闲纲要》、《旅游
季节雪盖是地表气候与水文研究中的一个重要内容,在区域气候中扮演着重要的传输角色、影响着当地和区域的气候系统和气象。积雪和高山冰川是中高纬度的大部分地区和赤道附近的高海拔地区河流和地表水的最大补充来源。季节雪盖的含水量和融化时间是积雪水文学家关心的两个问题。 积雪微波遥感能全天时、全天候监测积雪面积的动态变化、提供积雪参数反演研究的数据源,提供模拟和预报融雪径流相关的积雪参数和相应的时空变化信
随着人文地理学研究的文化转向和社会转向,学者们越来越关注实际生活中“人”的日常活动,更加关注人们日常生活中的实际问题和行为规律。城市地理学从关注城市体系、城市群等
论文的内容共分四个部分:第一部分阐述土地利用总体规划中进行社会经济分析论证的必要性.分别从论证分析与土地利用规划的相互关系,科学规划需要分析论证,原有土地规划存在着
运用模式理论研究分析了单模光纤法布里-珀罗传感器(EFPI)在白光条件下的输出干涉谱,理论推导出反射光干涉光谱的归一化函数表达式,分析得到输出干涉谱受法布里-珀罗腔的腔长
本论文以具有我国南方红壤性质的红壤、向北逐渐过渡黄棕壤、棕壤分布的江苏省全省为例,利用第二次全国土壤普查资料,在ARC/INFO、ARCVIEW、MAPOBJECT和VB等软件的支持下,并以建
大气污染物浓度的检测是一个复杂的系统,影响因素较多,本文引入非线性分析的有效工具——BP神经网络,利用BP神经网络中的误差反向传递算法对大气中CO浓度进行分析,建立基于BP
土地利用/土地覆盖变化(Land use/land cover change,LUCC)研究是全球变化研究的重要组成部分,进入新世纪以来,LUCC研究一直是地理学研究的前沿和热点问题.土地利用/土地覆盖