[发明专利]一种基于近地传感器技术的土壤采样方法

权利要求书

1.一种基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)数据获取：采用电与电磁型近地传感器获取土壤表观电导率数据ECa，并用GPS记录每个数据点的位置；

(2)数据预处理：将步骤(1)得到的ECa数据与GPS数据合并为矩阵数据X，将矩阵数据X以文件格式存放于电脑中；

(3)矩阵变换：将步骤(2)得到的矩阵数据X进行主成分变换转化，转换为一个中心矩阵数据X’；

(4)初始采样位置组获取：根据步骤(3)得到的矩阵数据X’，采用响应曲面设计获取初始采样位置组，记录初始采样位置组中每个采样点的位置及采样设计的水平值m；

(5)最优采样位置组寻找：对步骤(4)得到的初始采样位置组采用迭代运算进行最优采样位置组寻找，确定最优采样位置组；

(6)采样图制作：将步骤(5)确定的最优采样位置组中的每个采样点的空间位置制作成野外土壤采样地图或输入电脑，然后结合GPS定位仪进行土壤采样。

2.如权利要求1所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的土壤表观电导率数据ECa为0～0.75m土层深度的电导率数据。

3.如权利要求1所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的电与电磁型近地传感器为近地传感器EM38。

4.如权利要求3所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，采用近地传感器EM38近似网格式获取水平模式的ECa数据。

5.如权利要求1所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的主成分变换转化方法为：首先将矩阵数据X标准化，去除异常值，然后根据矩阵数据X空间上的方差结构去除相关性，转换为一个中心矩阵数据X’。

6.如权利要求1所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的响应曲面设计采用中心复合响应设计。

7.如权利要求1所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，步骤(5)的具体步骤为：采用优化指数来评判采样位置是否均分布在样区，最优采样位置组中的采样点需满足相近位置之间距离最小化、协方差结构最大化的标准，优化指数的计算方程如下，如果则返回步骤(4)重新获取初始采样位置组，直到则迭代终止，确定最优采样位置组，其中，为优化指数期望值；

∑=σ²V

I=(1/m)]]>

其中，σ²为协方差，∑为协方差矩阵，ε为矩阵期望误差，V为先验知识，m为采样设计的水平，I为一个常量矩阵，I'为I的转置矩阵。

8.如权利要求7所述的基于近地传感器技术的土壤采样方法，其特征在于，所述