【技术实现步骤摘要】
一种通过分区建模的土壤容重缺失值插补方法
[0001]本专利技术提供一种通过分区建模的土壤容重缺失值插补方法，属于土壤理化分析
；
技术介绍
[0002]了解土壤容重状况是研究土壤理化性质的基础；传统的土壤容重测定方法为环刀法，该方法原理简单
、
测定精度高，但存在野外采样环节多
、
操作过程难度大以及人力物力成本高等问题，这导致全球范围内土壤属性数据库均存在容重数据大面积缺失的情况；补全土壤容重缺失数据是健全区域土壤属性数据库和全面掌握土壤理化性质演变信息所必须的环节；因此，通过少量样点数据实现对土壤容重低成本且高精度的预测成为了土壤科学的一个研究重点；
[0003]国内外学者根据容重与土壤属性间的关系构建数学模型以实现对土壤容重的预测，该方法被称为土壤传递函数
(pedotransfer functions
，
PTFs)
；我国多地使用
PTFs
对土壤容重进行了预测并取得了不错的效果；研究发现，
PTFs
虽...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种通过分区建模的土壤容重缺失值插补方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、
土壤容重缺失值插补方法的选择及分类方式
S1.1
分类方式分区建模，即在具有相似的地理环境范围内分别构建小区域土壤容重预测模型，最后合并得到整个研究区域的土壤容重预测模型；采用
RBF
神经网络模型构建分流域的土壤容重预测模型；
S1.2
具体插补方法选取径向基函数神经网络模型
RBFNN
构建土壤容重预测模型；
S2、
土壤容重预测模型参数的影响因素分析
S2.1
影响因素的选择与处理从五大成土因素中选取影响土壤容重变化的因素，包括地质地层
、
土壤类型
、
耕地利用类型
、
质地类型
、
土壤
pH、
有机质
、
地形以及气候；
S2.2
土壤容重预测模型参数与影响因素间相关关系分析利用相关分析和回归分析方法分析土壤容重与地质地层
、
土壤类型
、
耕地利用类型
、
质地类型
、
土壤
pH、
有机质
、
地形因子以及气候因子间的关系，并采用
RF
模型揭示不同影响因素对土壤容重的相对重要性，从而确定建立模型所需输入的影响因子；
S3、
土壤容重预测模型的构建与计算过程
S3.1
径向基函数神经网络模型利用
RBFNN
模型建立了影响因子与土壤容重间的映射关系预测模型；
S3.2
随机森林模型采用与
RBFNN
模型相同的建模过程，按不分区
、
分流域和分土类3种方式建立基于随机森林模型的土壤容重预测模型；
S3.3
多元线性回归模型采用多元逐步回归方法按不分区
、
分流域和分土类建立土壤容重的回归预测模型；
S3.4
土壤传递函数选用的传统土壤传递函数为土壤容重与土壤有机质间的非线性模型
。2.
根据权利要求1所述的一种通过分区建模的土壤容重缺失值插补方法，其特征在于，
S1.1
分类方式中，采用分流域构建土壤容重预测模型，分流域是指按照地形和水系将研究区分为多个亚流域，然后在不同亚流域构建土壤容重预测模型；分土类则是指根据收集到的土种志资料，将土壤样点按照土壤亚类分为几种土壤类型，分别在每种土壤类型下分别构建土壤容重预测模型
。3.
根据权利要求1所述的一种通过分区建模的土壤容重缺失值插补方法，其特征在于，
S2.1
影响因素的具体处理方法为：
(1)
质地层地质地层是一切成层岩石的总称，根据各区县土种志记载资料，对所有土壤样点的地质地层进行整理合并，最后将地层划分为第四系全新统和更新统；
(2)
壤类型土壤类型是相同成土母质在不同成土条件下的具体体现；根据各区县土种志记载资料，对收集到的所有土壤样点按照土壤类型进行整理，最后得到紫色土
、
水稻土
、
黄壤
、
新积
土
、
灰潮土以及石灰
/
石灰岩6种主要土壤类型；
(3)
地利用类型耕地利用类型指的是土壤样点所在地块的种植制度；将收集到的土壤样点按照其所在地块的种植制度进行整理，最后得到旱地
、
水旱轮作地以及水田3种主要耕地利用类型；
(4)
质地类型土壤质地指的是粗细不同的土粒组合，根据土壤颗粒组成的百分比进行分类即为土壤质地分类；将收集到的土壤样点进行整理，最后得到6种主要质地类型，分别为砂壤
、
轻壤
、
粘土
、
中壤
、
重壤和砂土；
(5)
土壤
pH
土壤
pH
是土壤酸度和碱度的总称；
(6)
有机质土壤有机质是指各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括土壤中的各种动
、
植物残体，微生物及其分解和合成的各种有机物质；
(7)
地形地形是物质在地表上呈现的高低起伏的各种状态；首先通过
Arc GIS10.6
软件计算得到高程
、
坡度
、
坡向
、
技术研发人员：李启权，李艾雯，李文丹，成金礼，陈丹，冉敏，齐浩然，郭聪慧，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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