[发明专利]土壤属性值的计算方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种土壤属性值计算方法及装置，其中方法包括：计算各影响因素对土壤属性值影响的权重；采集待测点和各采样点的影响因素的值，计算待测点与每个采样点的土壤属性值在环境因素层面的相似度；根据空间自相关距或多尺度的空间相关距确定所述待测点的空间邻域，将待测点与邻域内的采样点在环境因素层面间的相似度以及邻域内的采样点的土壤属性值输入兼顾环境因素相似和空间自相关的土壤属性值计算模型，获得待测点的土壤属性值。本发明实施例充分利用了与待测点土壤属性相关的环境因素信息和空间邻近已知采样点的属性值信息，能够更好地刻画突变边界处土壤属性的空间变异，确保土壤属性值更加贴近实际情况。

技术领域

本发明涉及土壤数字制图技术领域，更具体地，涉及土壤属性值的计算方法及装置。

背景技术

由于成土母质、土壤类型、地形地貌、区域气候、生物环境等自然因素和人类活动(土地利用方式如矿山开采、冶炼、工业生产排放、农田耕作以及农业管理措施等)的综合影响，土壤属性具有一定的空间分布特点，并表现出一定的空间结构性和随机性，区域土壤属性值(连续)既存在空间分异性，也存在空间自相关性，同时与环境因素间存在互作用性。精细化农业管理需要掌握田块内部各点土壤肥力进行差异化施肥、施药，在提高农业生产效益的同时减少农业环境污染。同时，治理日益加剧的土壤污染要求能够准确掌握土壤污染现状，实现有效的土壤污染风险评估，为土壤污染监测、防治与修复提供准确本底基础。因此，区域内土壤属性值(土壤有机质、碱解氮、速效磷、Ph值以及土壤重金属等)空间预测准确与否，对于农业、环境、生态、国土资源等方面的科研和生产实际工作具有重要的影响作用。

土壤属性预测结果的准确度一方面受土壤属性本身内在特征影响，另一方面受土壤采样样本量、采样空间尺度和插值估算方法及参数、样点空间构型、土壤环境因素的辅助信息等诸多因素的影响。因此在基于已有采样点基础上，如何更充分利用样点信息和土壤环境信息进行土壤属性值估算，对于准确预测土壤空间信息，解决农业生产、环境保护、生态和国土资源管理等方面热点问题具有十分重要的理论及现实意义。

在实际采样实践中，受采样方式和成本的限制，很难做到高密度的采样。因此，在土壤属性插值操作中必须根据有限的、离散点估测区域土壤属性空间分布。少量采样点的不能代表整个区域的土壤属性含量，但是采样点数量过多也会造成财力、物力、人力、资源的浪费以及数据冗余等问题。鉴于背景技术方案中所述土壤属性插值的复杂性，通过少量采样点属性信息以及土壤环境变量准确估算区域待测点土壤属性含量，实际是合理的插值策略制定、选择的问题。

当前获取土壤属性空间分布的方法大都以土壤采样点数据为基础的插值方法，如反距离加权平均(IDWA:inverse distance weighted averaging)、样条函数方法(Spline)、多元回归方法(Polynomial regression)、趋势面分析(TSA:trend surfaceanalysis)、普通克里金(Kriging)与共协克里金方法(Co-kriging)、分层克里金等，这些方法都与采样点的数量和空间分布有一定相关性，但这些方法存在以下问题：1)仅利用了土壤采样点之间空间相关信息(样点距离远近、样点整体变化趋势)，而忽略了土壤属性本身特征和环境辅助因素等有效信息，导致待插值点误差大；2)插值方法容易受样点数量、样点构型(样点距离、空间结构及均匀性)、样点属性值特征等因素影响，当采样点间距大于土壤属性变程时，或者区域变化复杂且样点稀疏时，采样密度低等情况下，均会引起预测精度和准确度的下降。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的土壤属性值的计算方法及装置。

第一个方面，本发明实施例提供一种土壤属性值的计算方法，包括：

选取对土壤属性值具有显著性影响的环境因素，作为影响因素，计算各影响因素对所述土壤属性值影响的权重；