運(yùn)用“非層化”方法研究三維土壤的優(yōu)化采樣策略.pdf

1、如何減少采樣數(shù)目，設(shè)計(jì)出能夠減少采樣費(fèi)用的最優(yōu)采樣策略，是許多環(huán)境科學(xué)和地球科學(xué)工作者一直關(guān)心的問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于土壤的優(yōu)化采樣策略的研究主要集中在二維的水平方向上。近幾年來(lái)，也有不少學(xué)者對(duì)三維土壤的空間特性進(jìn)行了研究，但對(duì)于三維土壤的優(yōu)化采樣策略的研究還很少。 三維土壤空間變異問(wèn)題可以看作是水平方向和垂直方向上的空間變異問(wèn)題。由于沉積等作用，水平方向上具有大尺度的空間變異性而垂直方向上具有小尺度的空間變異性。由于垂直變異函數(shù)

2、能夠表征小尺度的空間變異性及層與層之間的空間相關(guān)關(guān)系，本文采用"非層化"的方法，同時(shí)應(yīng)用了垂直和水平方向的空間相關(guān)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生比"層化"法小的克里金插值誤差方差并能抓住更多的空間變異性。在與"層化"法產(chǎn)生的克里金誤差方差相等的前提下，"非層化"法可以減少柱狀采樣數(shù)目，達(dá)到優(yōu)化三維土壤采樣的目的。 本文利用序貫高斯模擬法，在已知變異函數(shù)的前提下產(chǎn)生水平和垂直方向變程不同的隨機(jī)場(chǎng)，通過(guò)增加點(diǎn)與點(diǎn)之間的間隔分別提取單層和柱狀的數(shù)據(jù)，分別

3、運(yùn)用"層化"和"非層化"法進(jìn)行克里金插值，比較了"層化"和"非層化"克里金插值誤差方差，估計(jì)值與原始數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系后，確定垂直方向所能夠利用的最多的層數(shù)(五層)，以一個(gè)具體的變異函數(shù)模型研究了在不影響對(duì)土壤三維空間特性的表達(dá)(即克里金插值誤差方差與“層化”法一致，估計(jì)值與“層化”法接近)的基礎(chǔ)上，利用垂直方向上的空間連續(xù)性(即“非層化”的方法)減少三維空間中的柱狀采樣點(diǎn)，并計(jì)算出了“非層化”法比“層化”法所能減少的采樣費(fèi)用。研究了在