[發明專利]一種田塊尺度的土壤入滲參數測算方法

有效

• 申請號: 201711083033.7
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107871042B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 秦天玲;劉姍姍;翁白莎;史婉麗;王剛;張誠
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;李林合

1.一種田塊尺度的土壤入滲參數測算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對待測區域選定的各測試點的土壤入滲參數實測數據進行K-S正態性檢驗；并對不服從正態分布的土壤入滲參數實測數據進行正態轉換，得到服從正態分布的土壤入滲參數數據；

S2、計算服從正太分布的土壤入滲參數數據的實驗變異函數，并用理論變異函數模型對其進行擬合，得到土壤入滲參數的理論變異函數；

S3、根據土壤入滲參數的理論變異函數及其統計特征值，計算已測區域土壤入滲參數的非條件模擬值及待測區域未測位置的土壤入滲參數的非條件模擬值Z_s；

S4、將各測試點的土壤入滲參數實測數據及土壤入滲參數的非條件模擬值進行Kriging插值，得到各測試點的土壤入滲參數的Kriging插值Z^*_ok和土壤入滲參數非條件模擬值的Kriging插值

S5、根據步驟S3得到的待測區域未測位置的土壤入滲參數的非條件模擬值Z_s以及步驟S4得到的Kriging插值Z^*_ok和Kriging插值計算待測區域未測位置的土壤入滲參數值Z_cs；

所述步驟S2的實驗變異函數的計算公式為：

式中，h表示分離距離，即任意兩個測試點之間的距離；a_i為測試點的坐標，N(h)表示分離距離為h的變異函數的個數；Z(a_i)表示坐標點a_i的參數；Z(a_i+h)表示坐標點a_i+h的參數；

所述步驟S2的理論變異函數模型為球狀模型：

式中，C₀為塊金值；(C₀+C₁)為基臺值；R為變差距離或相關尺度；h表示分離距離，a為土壤入滲參數；

所述步驟S3的非條件模擬值計算過程為：

S3-1、根據傅里葉轉動帶，給定入滲參數實測數據的方差σ²和均值；設定轉動帶數，即均勻布置在平面中直線的數量L，每條直線上諧波的數量M，最大頻率Ω；設定各待測點的坐標向量：(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…(x_n，y_n)；其中x₁表示第一個待測點的橫坐標；y₁表示第一個待測點的縱坐標；x₂、y₂以此類推；n表示待測點的個數；

S3-2、計算各待測點(x_j，y_j)在第i條件線上的投影值t(j,i)：

t(j,i)＝(x_j,y_j)·(cosθ_i,sinθ_i)＝x_j cosθ_i+y_j sinθ_j

θ_i＝2πi/L，i＝1,2,…,n

其中，θ_i表示第i條直線與0度直線的夾角；

S3-3、計算各待測點坐標向量的一維模擬值z_i(j,i)：

式中，ω_k是一個獨立的隨機變量，在[0,2π]均勻分布；dω＝Ω/M，M為每條直線上諧波的數量，Ω為最大的頻率值；ω_k＝(k-1/2)dω，ω'_k＝ω_k+δω，δω是一個獨立的隨機變量，在[-ω'_k/2，ω'_k/2]均勻分布；f(ω_k)為理論變異函數對應的徑向頻譜密度函數；σ²為入滲參數實測數據的方差；

S3-4、根據一維模擬值計算各點的二維模擬值：

其中L表示平面上直線的條數，i表示第i條直線，j表示第j個待測點。

2.根據權利要求1所述的田塊尺度的土壤入滲參數測算方法，其特征在于：待測區域未測位置的土壤入滲參數值Z_cs的計算公式為：

Z_cs＝Z_s+Z^*_ok-Z^*_sok。