[發明專利]基于農田景觀分區的土壤新增采樣點補充布設方法

有效

• 申請號: 201911116019.1
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN111222742B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 鄧勛飛;麻萬諸;任周橋;陳曉佳;呂曉男;費徐峰;龍文莉
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/02;G06F16/29
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳偉凱

本發明公開了一種基于農田景觀分區的土壤新增采樣點補充布設方法，屬于土壤科學技術領域。該方法包括預設待采樣多邊形矢量數據集作為土壤新增采樣區，收集多邊形數據集內各類農田景觀數據；在地理信息系統中定義和生成預設待采樣區域的農田空間格網；并對待采樣區內收集到的農田景觀數據進行處理和輸入混合聚類模型運算，得到農田景觀分區農田格網；以所述農田格網為基準，對各分區中空間獨立圖斑不存在現有采樣點，以及各分區中現有采樣點數量達到采樣點密度閾值均衡需新增補充的采樣點，進行隨機選點取樣，確定新增采樣點位置和數量；該方法能夠提高農田補充采樣的合理性和效率。

技術領域

本發明涉及土壤科學技術，具體涉及一種基于農田景觀分區的土壤新增采樣點補充布設方法。

背景技術

農田土壤采樣是獲取農田時空理化特性的重要技術手段。目前，在農田基礎肥力調查方面已經開展了不同地域范圍、采樣密度和頻度的調查取樣工作，已經積累了數量和分布等不同的農田基礎數據。實際工作中由于不同的目標需求往往涉及動態更新農田土壤養分等理化特性數據，需要更新或補充采樣調查。常規基于網格布點和“S”形的隨機采樣方法在實際操作過程中通常只考慮農田面積、土地利用現狀和土壤類型等極少數因素，實踐過程中主觀性強。尤其是區域范圍較大(如縣域或以上范圍)時，往往會造成明顯的采樣分布地域不平衡性。因此在這樣的現狀背景下，在動態更新的需求下，補充采樣點平衡和優化農田采樣需求迫切。

區域氣候環境、地形地貌、土壤類型等這些“自然稟賦”，以及區域性的農業種植模式、灌溉條件等各因素共同影響了農田的生產能力或農田景觀分區。傳統的采樣點布設方法忽視了農田景觀分區對采樣點布局的重要性，也直接影響了后續數據結果的科學性和合理性。相應地，以不同的農田景觀分區間采樣點分布平衡為基準，將現有采樣點與農田景觀分區疊合，綜合判定擬補充新增的采樣點數量和分布有助于彌補土壤采樣點的合理性。在聚類分析模型、地理信息系統等支撐下，提供一種數據驅動的農田景觀分區，并在此基礎上與現有采樣點關聯疊合，隨機自動對擬新增補充土壤采樣點進行確定的方法，成為本領域亟待解決的技術問題之一。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種基于農田景觀分區的土壤新增采樣點補充布設方法，能夠提高土壤補充采樣的合理性和效率；

本發明的其他特性將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本發明的實踐而習得；

根據本發明提供的一種基于農田景觀分區的土壤新增采樣點補充布設方法，包括：預設待采樣多邊形矢量數據集作為土壤新增采樣區，收集多邊形數據集內各類農田景觀數據；在地理信息系統中定義和生成預設待采樣區域的農田空間格網；對待采樣區內收集到的農田景觀數據進行空間疊加、鄰近分析和重采樣處理后，將所述各類農田景觀數據關聯并賦值給農田格網；以格網內農田景觀數據為輸入變量，通過運用高斯-分類混合聚類模型和BIC準則判斷最優分區數，得到待采樣區域中農田景觀的特異性分區，通過將所述特異性分區與農田格網空間疊加使每個農田格網具有分區屬性；

根據本發明的一實施方式，所述預設待采樣區必須是覆蓋全部現有土壤采樣點分布的多邊形矢量區域；

根據本發明的一實施方式，預設待采樣區需要采集的農田景觀數據包括現有采樣點分布、地貌類型分區、地面高程、土壤類型、常年平均溫度、常年降雨量、耕層質地、種植模式和土地利用數據；

根據本發明的一實施方式，以預設待采樣區內農田土地利用類型為基準范圍定義和生成尺寸大小為L?x?L(正方形，單位米)的農田格網；農田格網尺寸大小可根據待采樣區范圍大小進行調整，通過改變所述網格尺寸來調整所述農田格網的數量，減小預設網格尺寸以增加所述農田格網數量，增大預設網格尺寸以減少所述農田格網數量；其包含的農田格網總數量遠大于原有采樣點和擬新增土壤采樣點的總和；