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基于多源数据和模糊k-均值方法的农田土壤管理分区研究 被引量：11
1
作者 郭燕 田延峰 +1 位作者 吴宏海 史舟 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期441-447,共7页
以近地传感器(EM38)快速获取的土壤表观电导率数据(ECa)、高分遥感影像提取的归一化植被指数(NDVI)和雷达影像提取的后向散射系数为数据源,以滨海滩涂区为研究对象,利用聚类法进行农田土壤管理分区研究。在对不同的数据源进行空间变异... 以近地传感器(EM38)快速获取的土壤表观电导率数据(ECa)、高分遥感影像提取的归一化植被指数(NDVI)和雷达影像提取的后向散射系数为数据源,以滨海滩涂区为研究对象,利用聚类法进行农田土壤管理分区研究。在对不同的数据源进行空间变异分析的基础上,结合滨海滩涂区土壤盐分的空间变异规律,利用非监督分法—模糊k-均值聚类方法进行特征相似性归类,划分不同的管理分区。结果表明,最佳的分区数目为3个。根据每一分区的特点,可以采取相应的管理措施进行土壤改良和农田精确管理。分区结果不但可以指导采样,而且可用于实施变量投入和精确施肥推荐,为样区大面积农田土壤管理提供科学的决策依据。 展开更多
关键词 模糊k-均值聚类 滨海盐土 管理分区 高分遥感 土壤表观电导率(eca)
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松嫩平原盐渍化水田土壤表观电导率空间变异研究 被引量：6
2
作者 杨帆 安丰华 +2 位作者 王志春 杨洪涛 赵长巍 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期614-619,共6页
运用电磁感应仪EM38结合GPS定位,以盐渍化水田为研究对象,通过经典统计学和地统计学相结合的方法研究了盐渍土区新开水田表观电导率的空间变异特征,分析了土壤表观电导率与土壤盐碱指标关系。结果表明,经典统计分析土壤水平方向表观电导... 运用电磁感应仪EM38结合GPS定位,以盐渍化水田为研究对象,通过经典统计学和地统计学相结合的方法研究了盐渍土区新开水田表观电导率的空间变异特征,分析了土壤表观电导率与土壤盐碱指标关系。结果表明,经典统计分析土壤水平方向表观电导率(ECh)与垂直方向表观电导率(ECv)均为中度空间变异强度,且符合正态分布。地统计分析表明,ECh和ECv均具有强空间相关性,其变异特征主要是由结构性因素引起的,半方差拟合最优模型为指数模型。且ECh和ECv空间分布在一定范围内存在相似性,均表现为不同表观电导率的土壤呈斑块和条带状镶嵌分布。Pearson分析显示,土壤表观电导率与盐碱化指标土壤电导率(EC1︰5)和碱化度(ESP)呈正相关关系(P<0.05),相关系数大于0.8。回归分析表明,土壤表观电导率与EC1︰5和ESP均为指数函数关系,决定系数大于0.76。ECh与土壤盐碱化指标相关系数和决定系数均大于ECv,因此可以用水平方向土壤表观电导率ECh来反映土壤的盐碱化程度。该研究可以为土壤盐分空间变异理论与盐碱地改良实践相结合的研究思路提供理论基础,为盐碱地实施定位、定区清除或消减土壤盐碱的均质化改良技术提供数据支持。 展开更多
关键词 空间变异 EM38 土壤表观电导率 土壤电导率 土壤咸化度 盐渍化水田 松嫩平原
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基于EM38-MK2的滨海土壤电导率精确解译模型 被引量：11
3
作者 吕真真 杨劲松 刘广明 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第10期894-900,共7页
以黄河三角洲为研究对象,通过土壤样品分层采集进行室内分析获得土壤电导率(1∶5)及采用EM38-MK2在采样点测量水平和垂直模式下土壤表观电导率,应用回归及多元逐步回归模拟分析的方法,研究土壤表观电导率与不同深度土层土壤电导率的相关... 以黄河三角洲为研究对象,通过土壤样品分层采集进行室内分析获得土壤电导率(1∶5)及采用EM38-MK2在采样点测量水平和垂直模式下土壤表观电导率,应用回归及多元逐步回归模拟分析的方法,研究土壤表观电导率与不同深度土层土壤电导率的相关性,并进行精度验证,以获得基于新型电磁感应仪的不同剖面深度处土壤电导率精确解译模型,实现区域尺度土壤盐分在不同剖面深度处空间分布格局快速评定.研究结果表明:多模式下测定的土壤表观电导率与不同土层土壤电导率呈现不同程度的显著性相关;联合多模式下土壤表观电导率解译土壤电导率的精度高于单一模式;表层土壤电导率协同土壤表观电导率可以提高亚表层及底层土壤电导率的预测精度.本研究可以为快速调查土壤盐渍化及盐渍土改良与利用提供思路,以节约成本和提高效率. 展开更多
关键词 土壤电导率 电磁感应仪 黄河三角洲 土壤表观电导率 模型
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电磁感应仪用于土壤盐分空间变异性的指示克立格分析评价 被引量：25
4
作者 杨劲松 姚荣江 刘广明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期585-593,共9页
运用磁感式大地电导率仪EM38及其移动测定系统,结合非参数地质统计学的单元指示克立格方法,对黄河三角洲地区200 hm2典型地块上两个比较关键季节的土壤盐分进行空间变异性的分析,给出了同一区域不同时段土壤盐分满足一定标准的条件概率... 运用磁感式大地电导率仪EM38及其移动测定系统,结合非参数地质统计学的单元指示克立格方法,对黄河三角洲地区200 hm2典型地块上两个比较关键季节的土壤盐分进行空间变异性的分析,给出了同一区域不同时段土壤盐分满足一定标准的条件概率图。结果表明,土壤表观电导率与盐分呈极显著相关性;各时段土壤表观电导率均呈近似的对数正态分布,且存在特异值;各时段土壤表观电导率的指示半方差均较符合球状套合模型;结构性因素导致秋季时段土壤盐分的空间变异性呈各向同性;随机性因素使春季时段土壤盐分的各向异性增强,尤其在南北、东西方向。由不同季节时段土壤盐分风险概率图看出,研究区土壤盐渍化程度总体较高,旱季条件下土壤盐分的表聚型是导致该现象最主要因素。电磁感应仪与指示克立格方法的结合运用为不同尺度(从农田到区域)上土壤调查与质量评价提供了新的途径,并为农业水土资源的决策管理提供指导。 展开更多
关键词 电磁感应仪 土壤盐分 表观电导率 空间变异性 指示克立格 黄河三角洲
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一种土壤盐分传感器的敏感场分析及其校正研究 被引量：3
5
作者 刘梅先 杨劲松 +1 位作者 李晓明 余美 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1009-1014,共6页
从基本理论出发,计算了一种新型探针式四电极外部电势的理论分布,通过对敏感场分析得出了该四电极的敏感响应范围为径向直径约1.5倍电流电极间距的椭球体。通过研究土壤表观电导率(ECa)、土壤盐分(EC1:5)和土壤质量含水率(θ)之间的关系... 从基本理论出发,计算了一种新型探针式四电极外部电势的理论分布,通过对敏感场分析得出了该四电极的敏感响应范围为径向直径约1.5倍电流电极间距的椭球体。通过研究土壤表观电导率(ECa)、土壤盐分(EC1:5)和土壤质量含水率(θ)之间的关系,利用非线性回归的方法获得了精度较高的ECa-EC1:5校正模型,为土壤盐渍化调查和监测提供了便捷有效且费用低廉的方法。 展开更多
关键词 四电极 敏感场分析 土壤表观电导率 土壤质量含水率 校正模型
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电磁感应仪用于土壤盐分空间分布的协同克立格估值研究 被引量：5
6
作者 姚荣江 杨劲松 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 2008年第1期41-46,共6页
以黄河三角洲地区典型地块为研究对象，应用地统计学的半方差函数理论，分析了0～40cm和40—80cm土壤盐分的空间变异特征。在对协同区域化变量进行交互半方差分析的基础上，采用协同克立格法，以电磁感应仪EM38测得的土壤表观电导率作... 以黄河三角洲地区典型地块为研究对象，应用地统计学的半方差函数理论，分析了0～40cm和40—80cm土壤盐分的空间变异特征。在对协同区域化变量进行交互半方差分析的基础上，采用协同克立格法，以电磁感应仪EM38测得的土壤表观电导率作为协同变量，对各层次的土壤盐分进行估值。结果表明：受结构性因素和随机性因素共同作用，各层次土壤盐分均表现中等强度的变异和空间相关性；随机性因素是引起土壤盐分空间异质性的关键原因；协同区域化变量间均表现为正相关，且协同区域化变量的空间结构优于单一变量。同普通克立格法相比，协同克立格法估值产生的均方误差减小13．1％～17．8％，平均标准误差减小5．83％～17．6％，预测值和实测值间的决定系数提高37．6％～42．6％。该研究结果为黄河三角洲地区土壤盐渍化的精准定量化、科学管理与合理改良提供了一定的理论基础和实践依据。 展开更多
关键词 电磁感应仪 表观电导率 土壤盐分 空间分布 协同克立格 交互半变异函数
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基于双线圈EM38的长江口土壤盐分特征研究 被引量：2
7
作者 谢文萍 杨劲松 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第S01期85-89,共5页
运用双线圈电磁感应仪EM38进行河口区土壤盐渍化采样,并结合回归模型与地统计方法对长江河口北支入海口区域进行土壤电导率的空间变异研究。研究表明:双线圈EM38大地电导率仪增添了两个深度土壤表观电导率的测量,对不同深度土壤盐分含... 运用双线圈电磁感应仪EM38进行河口区土壤盐渍化采样,并结合回归模型与地统计方法对长江河口北支入海口区域进行土壤电导率的空间变异研究。研究表明:双线圈EM38大地电导率仪增添了两个深度土壤表观电导率的测量,对不同深度土壤盐分含量的表征效果较好,相关系数均达到显著水平。土壤盐分的垂直分布规律显示,东部距江海较近区域土壤盐分呈现表聚型,北部西部地区土壤盐分多呈底聚型,与研究区域地下水条件有一定关联。统计分析表明,土壤电导率表层变异性高于其他层次,表层土壤电导率的平均测值也较高。土壤电导率空间分布显示,以距入海口和江堤越近土壤盐分含量越高,且随着距入海口和江堤距离增加,盐分含量增加。沿江沿海地区土壤盐分含量较高,且由于地下水位较高土壤盐分有表聚风险。 展开更多
关键词 双线圈电磁感应仪 土壤电导率 表观电导率 空间变异 半方差函数
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基于电磁感应仪数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究 被引量：18
8
作者 刘新路 彭杰 +3 位作者 冯春晖 吴家林 罗德芳 齐威 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期646-655,共10页
土壤盐渍化是南疆棉田优质高产的主要障碍因素,定额灌溉可有效改良土壤盐渍化,EM38-MK2可快速、动态获取土壤盐渍化数据,适时监测土壤盐渍化,为棉田定额灌溉提供数字依据。针对电磁感应仪(EM38-MK2)的发射圈和接收圈设计了不同采样方案... 土壤盐渍化是南疆棉田优质高产的主要障碍因素,定额灌溉可有效改良土壤盐渍化,EM38-MK2可快速、动态获取土壤盐渍化数据,适时监测土壤盐渍化,为棉田定额灌溉提供数字依据。针对电磁感应仪(EM38-MK2)的发射圈和接收圈设计了不同采样方案,在同一条田内采集了6个不同时期的土壤表观电导率数据及相应的剖面土样,分析了不同土壤采集方案及土壤含水量对表观电导率模型精度的影响,对比了以单一时期数据建模的局部模型和6个时期整体数据建模的全局模型的反演精度。结果表明,由单点采集电磁感应仪发射线圈位置土样所构建的模型精度更高,稳定性更好,能有效减少由采样带来的误差。当土壤含水量低于10%时,表观电导率与实测电导率之间的相关性较低,决定系数为0.58,反演模型只具备粗略估计实测电导率的能力;当土壤含水量高于10%时,表观电导率与实测电导率具有很好的相关性,决定系数达到0.80以上,反演模型具有较好的预测能力。EMH+EMV多测定模式下表观电导率与实测电导率之间的模型精度高于EMH或EMV单一测定模式,确立ECh0.375+(ECh0.75+ECv0.75)/2+ECv1.5为建模因子,有效提高了反演模型的精度。不同深度土层的局部模型反演精度均高于全局模型精度,局部模型的RPD均大于2.0,具有较好的预测能力。 展开更多
关键词 土壤盐分 土壤表观电导率 土壤电导率 反演模型 棉田
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长江三角洲地区滩涂土壤盐分空间分布特征研究 被引量：5
9
作者 曹燕 白玉杰 +2 位作者 李金文 陈小华 沈根祥 《土壤与作物》 2022年第1期31-40,共10页
盐碱地盐分空间分布精准识别及形成机理解析对盐碱地科学利用具有重要意义。针对传统点状采样监测方法工作量大、代表性差和检测费用高等问题,本研究采用电磁感应仪精准调查技术对上海崇明某滩涂农场进行土壤盐分空间分布评估,全面快速... 盐碱地盐分空间分布精准识别及形成机理解析对盐碱地科学利用具有重要意义。针对传统点状采样监测方法工作量大、代表性差和检测费用高等问题,本研究采用电磁感应仪精准调查技术对上海崇明某滩涂农场进行土壤盐分空间分布评估,全面快速获得盐分空间分布信息,解析土壤盐分形成机理,进而分类分区分级指导农业生产和科学精准改良。结果表明:土壤表观电导率(ECa)和土壤盐分含量呈显著线性正相关关系(R2>0.9,P<0.05),土壤表观电导率的变化可以用来表征土壤盐分含量的变化;通过克里金插值研究区内土壤盐分的空间变异分布状况发现,研究区土壤盐分空间分布不均匀,有近80%区域存在轻中度盐碱化问题;通过定点取样土壤盐碱剖面评价,发现研究区土壤盐分具有较强的表聚性和变异强度,且变异系数随土壤深度增加不断减小;将表观电导率解译出的土壤盐分和土壤pH、有机质含量及主要组成离子含量进行相关性分析,剖析出该区域盐渍化类型以硫酸盐型为主,海水浸渍侧渗和地下水返盐影响是该区域盐渍化形成的主要原因。本研究实现了对土壤盐碱化快速、大范围、科学且动态的监测,对于全面提升盐碱地农业利用技术能力,实现盐碱地资源高效持续利用具有重要意义。 展开更多
关键词 盐碱地 电磁感应 表观电导率 土壤盐分 形成机理
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