[发明专利]一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法

权利要求书

1.一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)相关数据处理

应用MODIS 16d合成产品MOD13Q1和DEM 90m数据；

(2)有机质空间预测

根据草地呈非裸露自然特点，选择既能防止过拟合，又能反应变量间非线性关系的随机森林RF与地统计相结合的方法，获取土壤有机质空间分布数据；

(3)不同指标权重计算

根据不同区域植被覆盖度以及影响植被生长的环境因子，选取有机质、多年平均NDVI以及降雨量和温度数据作为载畜潜力判定指标，通过定性分析与定量分析相结合的原则，确定不同指标权重；

(4)植被覆盖度的时空趋势分析

通过一元线性回归计算多年每一像元斜率K_slope，来反应其在空间上的变化特点；具体为：根据回归时的显著性对空间变化程度进行划分，当K_slope0，p0.01时为极显著退化，当K_slope0，0.01p0.05时为显著退化，当K_slope0或者K_slope0，p0.05时为基本不变，当K_slope0，0.01p0.05时为显著改善，当K_slope0，p0.01时为极显著改善；

(5)载畜潜力与分区

针对各指标权重，计算综合潜力值，并对最终潜力值进行K-means聚类分区；具体为根据平均NDVI空间分布以及不同区域多年植被时间变化特点，同时对比研究区湖泊多种分类效果，对草原载畜潜力分为高潜力、中潜力、低潜力和保护区四类。

2.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法，其特征在于，步骤(1)中，对于坡度，地形起伏度和地形湿度指数通过ArcGIS 10.0软件处理DEM数据获得；

对于降雨量和气温数据，通过中国气象数据网获取；

对于植被指数，在获得多年遥感数据后，通过最大值与最小值合成法，分别获得多年无干扰环境下植被指数NDVImax、年内最大值合成植被指数NDVImax(y)以及多年最小值合成植被指数NDVImin，其中反应不同区域潜力植被指数为：NDVI＝NDVImax-NDVImin。

3.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法，其特征在于，步骤(2)具体为：(2-1)通过选取与有机质相关性高的NDVI、DEM、坡度、地形湿度指数、地形起伏度和多年每一像元NDVI标准差作为预测的辅助变量，随机选取2/3样本作为训练集来建立RF模型，剩余1/3样本作为验证数据集，通过matlab多次计算RF验证结果，最后确定ntree和mtry参数值；

(2-2)在确定RF模型两个参数后，对有机质空间分布数据进行初步预测，并对其预测值与实际值的残差再进行克里格插值，最终有机质空间分布结果等于RF预测结果与其残差空间插值之和；

(2-3)通过观察有机质空间分布特点，对于成块相同值分布区域，联合Google地图验证，确定湖泊范围，并制作湖泊矢量图。

4.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法，其特征在于，步骤(3)中定性分析使用层次分析法，定量分析使用熵权法，通过matlab编程实现。

5.根据权利要求4所述的一种基于土壤有机质空间分布的草原载畜潜力分区方法，其特征在于，步骤(3)中有机质所占权重为0.41。