土壤空間預測方法及其不確定性研究

《土壤空間預測方法及其不確定性研究》是依託華南農業大學，由胡月明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：土壤空間預測方法及其不確定性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡月明
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

土壤調查和製圖是監測土壤資源的重要手段，常規的方法存在投入大、周期長、精度低和量化困難等局限。如何獲取定量、精確的土壤屬性和類型的空間信息並分析其不確定性，以支持區域和全國土壤調查、製圖和分類，是土壤學界最具挑戰性的問題之一。本項目研究基於數據挖掘的土壤空間預測方法及其空間不確定性。在樣品數量有限的情況下，將分層採樣和遺傳算法相結合，最佳化採樣位置和密度；針對空間預測過擬合現象，從選擇輸入因素入手，利用泛化能力強的神經網路集成和支持向量機研究高精度土壤空間預測方法；為提供預測的空間不確定性信息，利用隨機仿真，研究採樣方法、輸入因素和預測結果的空間不確定性，以及預測模型對輸入不確定性的敏感性。本研究將提出一套高精度的土壤空間預測方法，降低預測的空間不確定性，提高預測土壤製圖的精度，推進數據挖掘技術在計量土壤學中的套用。

結題摘要

項目已按計畫完成全部工作。包括提出一套高精度的土壤空間預測方法，以及土壤預測的空間不確定性研究方法；建立研究區土壤空間資料庫，並製作土壤類型圖和屬性圖等。重點研究了土壤採樣策略、數據轉換與插值方法、預測方法與模型及其空間不確定性，改進了無線感測器網路太陽能供電系統裝置，利用TDR土壤水分感測器實現了土壤水分數值的實時自動採集，利用地統計學有關方法和理論設計和最佳化土壤採樣策略；研究了遙感影像切片調度顯示與快速讀取、存儲、尺度轉換方法，以及土壤屬性空間插值方法、空間預測方法與模型及其不確定性。在此基礎上，系統地研究了數據挖掘技術在土地資源評價數據預處理、評價指標權值確定、樣本容量計算、質量等級評定等環節中的套用。以此推進數據挖掘技術在計量土壤學中的套用。本項目研究取得成果有：1、發表論文24篇（SCI收錄3篇、EI收錄13篇），SCI收錄文章如下：Soil Quality Assessment Using Weighted Fuzzy Association Rules ，Pedosphere, 2010,20(3), pp 334-341 The Sink Node Placement and Performance Implication in Mobile Sensor Networks ，Mobile Networks and Applications, 2009,14(2), pp 230-240 Integrating Fuzzy Logic with Piecewise Linear Regression for Detecting Vegetation Greenness Change in the Yukon River Basin, Alaska. International Journal of Remote Sensing.（已錄用）2、出版專著1部：土地資源評價數據挖掘方法與套用，科學出版社, 2012.103、申請專利2項（1項授權、1項已受理）；取得軟體著作權2項；4、獲得省部級科技成果二等獎和教學成果二等獎各1項；5、培養博士後人員1名、博士研究生1名、碩士研究生4名。