[發明專利]一種基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法

有效

• 申請號: 201810536477.X
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108733952B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 仝雪芹;王清華;楊玉建
• 申請（專利權）人: 山東省農業科學院科技信息研究所;山東省林業科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N33/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1：選取示范性土壤地塊，將土壤地塊劃分成多個柵格，對每個柵格中設置隨機采樣點；

步驟2：測量所有隨機采樣點的土壤含水量數據，并對隨機采樣點的土壤含水量數據進行正態性檢驗；

步驟3：對每個隨機采樣點的柵格進行多層過程處理，得到多層精細網格；

步驟4：采用序貫模擬方法對多層精細網格進行處理，包括隨機行走、局部搜索和條件估計，得到土壤含水量的三維立體面數據；

步驟5：運用GRID和TIN數據格式交替表達土壤含水量的三維立體面數據，形成土壤含水量的三維模型；

所述對每個隨機采樣點的柵格進行多層過程處理，得到多層精細網格的步驟包括：

采用對角線采樣法、梅花形采樣法、棋盤式采樣法或S形采樣法對每個隨機采樣點的柵格進行采樣，得到若干個采樣點；

根據設定的柵格單元的大小，對采樣點進行柵格化處理，得到多層精細網格；

所述采用序貫模擬方法對多層精細網格進行處理，包括隨機行走、局部搜索和條件估計，得到土壤含水量的連續面的步驟包括：

在精細格網中選取一個隨機位置X，確定位于X位置的設定搜索半徑范圍內的所有最近鄰位置；

基于變異函數模型，獲取X的一個預測值和位于X的估計的標準差作為N個選擇點的線性加權合并；

利用土壤含水量的隨機位置X預測值在N點上的平均值M和標準差SD的累積正態分布，篩選一個隨機變量，將其作為X的估計；

接著，在精細格網中選取另一個隨機位置X，按照上述的方法，得到精細網格隨機點的隨機變量，依次循環，直到得到多層精細網格所有隨機點的隨機變量；

根據所有隨機點的隨機變量數據得到土壤含水量的三維立體面數據。

2.根據權利要求1所述的基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，所述步驟2中，測量所有隨機采樣點的土壤含水量數據的方法為：

在所有隨機采樣點上取得土壤表層的土壤樣品，測量所述土壤樣品的土壤含水量數據；或者，

通過固化儀器測量所有隨機采樣點的土壤含水量數據；或者，

通過農業物聯網系統測量所有隨機采樣點的土壤含水量數據。

3.根據權利要求1所述的基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，所述步驟2中，對隨機采樣點的土壤含水量數據進行正態性檢驗的步驟包括：

對隨機采樣點的土壤含水量數據進行正態性檢驗，如果隨機采樣點的土壤含水量數據是正態分布的數據，那么執行步驟3，如果隨機采樣點的土壤含水量數據不是正態分布的數據，則進行數據轉換，包括取對數、正弦或余弦。

4.根據權利要求1所述的基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，所述步驟3還包括篩選變異函數模型，所述變異函數模型包括指數模型、高斯模型或球狀模型。

5.根據權利要求1所述的基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，所述GRID數據格式是指以規則的陣列來表示土壤含水量三維分布的數據格式，該數據格式中的每個數據表示土壤含水量的屬性特征。

6.根據權利要求1所述的基于序貫模擬的土壤含水量空間變異性三維表征方法，其特征是，所述TIN數據格式是土壤含水量的高低變化值。