[發(fā)明專利]一種基于近地傳感器技術的土壤采樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310090119.8
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103196698A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 史舟;郭燕;李艷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)獲取：采用電與電磁型近地傳感器獲取土壤表觀電導率數(shù)據(jù)ECa，并用GPS記錄每個數(shù)據(jù)點的位置；

(2)數(shù)據(jù)預處理：將步驟(1)得到的ECa數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)合并為矩陣數(shù)據(jù)X，將矩陣數(shù)據(jù)X以文件格式存放于電腦中；

(3)矩陣變換：將步驟(2)得到的矩陣數(shù)據(jù)X進行主成分變換轉化，轉換為一個中心矩陣數(shù)據(jù)X’；

(4)初始采樣位置組獲取：根據(jù)步驟(3)得到的矩陣數(shù)據(jù)X’，采用響應曲面設計獲取初始采樣位置組，記錄初始采樣位置組中每個采樣點的位置及采樣設計的水平值m；

(5)最優(yōu)采樣位置組尋找：對步驟(4)得到的初始采樣位置組采用迭代運算進行最優(yōu)采樣位置組尋找，確定最優(yōu)采樣位置組；

(6)采樣圖制作：將步驟(5)確定的最優(yōu)采樣位置組中的每個采樣點的空間位置制作成野外土壤采樣地圖或輸入電腦，然后結合GPS定位儀進行土壤采樣。

2.如權利要求1所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的土壤表觀電導率數(shù)據(jù)ECa為0～0.75m土層深度的電導率數(shù)據(jù)。

3.如權利要求1所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的電與電磁型近地傳感器為近地傳感器EM38。

4.如權利要求3所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，采用近地傳感器EM38近似網(wǎng)格式獲取水平模式的ECa數(shù)據(jù)。

5.如權利要求1所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的主成分變換轉化方法為：首先將矩陣數(shù)據(jù)X標準化，去除異常值，然后根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)X空間上的方差結構去除相關性，轉換為一個中心矩陣數(shù)據(jù)X’。

6.如權利要求1所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的響應曲面設計采用中心復合響應設計。

7.如權利要求1所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，步驟(5)的具體步驟為：采用優(yōu)化指數(shù)來評判采樣位置是否均分布在樣區(qū)，最優(yōu)采樣位置組中的采樣點需滿足相近位置之間距離最小化、協(xié)方差結構最大化的標準，優(yōu)化指數(shù)的計算方程如下，如果則返回步驟(4)重新獲取初始采樣位置組，直到則迭代終止，確定最優(yōu)采樣位置組，其中，為優(yōu)化指數(shù)期望值；

∑=σ²V

I=(1/m)]]>

其中，σ²為協(xié)方差，∑為協(xié)方差矩陣，ε為矩陣期望誤差，V為先驗知識，m為采樣設計的水平，I為一個常量矩陣，I'為I的轉置矩陣。

8.如權利要求7所述的基于近地傳感器技術的土壤采樣方法，其特征在于，所述