一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，包括：1)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)調(diào)查單元的中心經(jīng)緯度，將各個(gè)所述調(diào)查單元分別記為各個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)xi；2)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)所述相應(yīng)點(diǎn)xi的所有水土流失指標(biāo)，對(duì)各個(gè)所述相應(yīng)點(diǎn)xi的所有水土流失指標(biāo)根據(jù)克里金插值方程分別進(jìn)行插值，得到被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)待插值點(diǎn)x0的屬性估值；3)分別對(duì)所有待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)調(diào)查單元相應(yīng)點(diǎn)xi的所有水土流失指標(biāo)進(jìn)行空間插值，得到所述各待監(jiān)測區(qū)域的水土流失強(qiáng)度和面積；4)繪制水土流失各指標(biāo)柵格圖，進(jìn)而繪制水力侵蝕強(qiáng)度圖。本發(fā)明提高了水土流失空間插值的準(zhǔn)確性以及可靠性，同時(shí)具有通用性好，適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水土保持科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水土流失是指由于水的侵蝕或者風(fēng)力的作用使得土壤遷出土體，導(dǎo)致地力下降，嚴(yán)重的甚至完全失去地力。美國土壤侵蝕抽樣調(diào)查最早可追溯到1934年的全國侵蝕勘探調(diào)查，完成后6個(gè)月的1935年頒布了美國水土保持法。1956年由農(nóng)業(yè)部水土保持局牽頭組織實(shí)施了全國水土保持需求調(diào)查，于1958年完成，簡稱1958水土保持需求調(diào)查。1965年再次開展，旨在更新1958年成果，于1967年完成，成為1967全國水土保持需求調(diào)查。1972年的鄉(xiāng)村發(fā)展法第302條規(guī)定農(nóng)業(yè)部每5-10年進(jìn)行一次資源調(diào)查，包括土壤侵蝕調(diào)查。1977年水土保持局組織實(shí)施了全國資源調(diào)查，沿用1967年的抽樣調(diào)查方法，在全國共抽取70000個(gè)基本抽樣單元PSUs，然后在每個(gè)PSU內(nèi)隨機(jī)抽取1-3個(gè)采樣點(diǎn)。調(diào)查首次利用通用土壤流失方程和土壤風(fēng)蝕方程對(duì)土壤侵蝕進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。隨后每隔5年，分別在1982、1987、1992和1997年開展了同樣的調(diào)查，受經(jīng)費(fèi)投入影響，每次調(diào)查的抽樣單元PSUs和采樣點(diǎn)Point數(shù)量有所不同；1982年規(guī)模最大，全國共有321000個(gè)PSUs和800000個(gè)采樣點(diǎn)；1987年因經(jīng)費(fèi)縮減減少到108000個(gè)PSUs ；1992和1997年均恢復(fù)到1982年規(guī)模。從數(shù)據(jù)完整性和應(yīng)用角度，1982年被認(rèn)為是土壤侵蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評(píng)價(jià)的起始點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，鑒于調(diào)查經(jīng)費(fèi)和人員縮減，以及對(duì)資源變化進(jìn)行連續(xù)性動(dòng)態(tài)評(píng)估的需求日益增強(qiáng)，5年一次的資源調(diào)查開始轉(zhuǎn)為每年連續(xù)調(diào)查。經(jīng)過1998-1999年的連續(xù)性調(diào)查方法探討，2000年正式啟動(dòng)了連續(xù)調(diào)查方案:以已經(jīng)形成15年序列的全國300000個(gè)PSUs和800000個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，每年調(diào)查其中約42000個(gè)核心PSUs及其采樣點(diǎn)，在選取約30000個(gè)PSUs及其采樣點(diǎn)作為輪換或補(bǔ)充PSUs ;計(jì)劃經(jīng)過8年左右使所有輪換單元都調(diào)查過一次。由于每年需要調(diào)查大約720000個(gè)PSUs及其采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，工作量較大，主要采用航片解譯方法。遇到無法獲得當(dāng)年航片或航片不清的情況時(shí)，輔以實(shí)地調(diào)查。
[0003]到目前為止，我國水土保持普查一共開展了 5次，分別為20世紀(jì)50年代、1986年、1996年、2000年和2011年。上世紀(jì)50年代的普查不是全國全面展開的，后面的幾次普查都是全面展開的。1986年至2000年分別利用遙感方法進(jìn)行了三次普查，1986年使用了 MSS影像，1996年和2000年使用了 TM影像。2011年開始的普查主要采用野外調(diào)查單元抽樣的方法，并結(jié)合了傳統(tǒng)傳外和GIS、RS/和GPS等3S技術(shù)。最后一次普查與傳統(tǒng)遙感調(diào)查方法不同，采用的是抽樣調(diào)查的方法，全國共布設(shè)了 32364個(gè)野外抽查單元。單元調(diào)查出來的結(jié)果在區(qū)域上是不連續(xù)的，如果實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)空間上無縫隙的土壤侵蝕評(píng)價(jià)，需要一種新的方法，由點(diǎn)及面，估計(jì)和推斷全國總體的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種準(zhǔn)確性以及可靠性高、通用性好以及適用范圍廣的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，包括I)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)調(diào)查單元的中心經(jīng)緯度，將各個(gè)所述調(diào)查單元分別記為各個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)Xi，各個(gè)所述調(diào)查單元的中心經(jīng)緯度作為各個(gè)相應(yīng)所述點(diǎn)Xi的地理坐標(biāo)；2)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)所述相應(yīng)點(diǎn)Xi的所有水土流失指標(biāo)，對(duì)各個(gè)所述相應(yīng)點(diǎn)Xi的所有水土流失指標(biāo)根據(jù)克里金插值方程
【權(quán)利要求】
1.一種基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，其實(shí)施步驟如下: 1)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)調(diào)查單元的中心經(jīng)緯度，將各個(gè)所述調(diào)查單元分別記為各個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)Xi，各個(gè)所述調(diào)查單元的中心經(jīng)緯度作為各個(gè)相應(yīng)所述點(diǎn)Xi的地理坐標(biāo)； 2)獲取待監(jiān)測區(qū)域的各個(gè)所述相應(yīng)點(diǎn)Xi的所有水土流失指標(biāo)，對(duì)各個(gè)所述調(diào)查單元的




、相應(yīng)點(diǎn)Xi的所有水土流失指標(biāo)根據(jù)克里金插值方程Ζ
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方






η法，其特征在于，所述步驟2)中i的待定權(quán)重系數(shù)具體是指根據(jù)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，所述被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的兩點(diǎn)Xi，Xj的變異函數(shù)具體是根據(jù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，所述所有水土流失指標(biāo)包括4個(gè)類別67個(gè)指標(biāo)，第一類別包括7個(gè)指標(biāo)，分別為水蝕比例、侵蝕比例以及水蝕模數(shù)；第二類別包括20個(gè)指標(biāo)，分別為不同土地利用類型面積比例；第三類別包括20個(gè)指標(biāo)，分別為不同土地利用類型水蝕比例；第四類別包括20個(gè)指標(biāo)，分別為不同土地利用類型平均模數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，所述水蝕比例和所述侵蝕比例的插值以各調(diào)查單元對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)分別進(jìn)行插值，所述水蝕模數(shù)的插值以各調(diào)查單元流失量為指標(biāo)進(jìn)行插值，所述不同土地利用類型面積比例進(jìn)行插值時(shí)，遇到某個(gè)調(diào)查單元沒有某種土地利用類型時(shí)，所述面積比例賦值為0，所述不同土地利用類型水蝕比例進(jìn)行插值時(shí)，遇到某個(gè)調(diào)查單元沒有某種土地利用類型時(shí)，所述水蝕比例賦值為0，所述不同土地利用類型平均模數(shù)進(jìn)行插值時(shí)，先對(duì)模比進(jìn)行插值，遇到某個(gè)調(diào)查單元沒有某種土地利用類型時(shí)，所述模比賦值為O。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，所述模比為不同土地利用類型模數(shù)乘以不同土地利用類型面積比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于克里金插值方程的水土流失空間監(jiān)測方法，其特征在于，還包括對(duì)水土流失面積比例進(jìn)行插值，所述水土流失面積比例包括輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈5個(gè)等級(jí)，對(duì)所述水土流失面積的上述各個(gè)等級(jí)分別進(jìn)行插值并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整:調(diào)整后的某侵蝕強(qiáng)度比例=插值后某侵蝕強(qiáng)度比例*插值后水土流失面積比例/插值后5級(jí)侵蝕強(qiáng)度比例之和。`
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103699809SQ201410007114
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】殷水清, 劉寶元, 劉峰, 章文波, 劉素紅, 趙瑩, 王友勝 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)