[发明专利]基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法

权利要求书

1.基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将实验田均匀划分为多个小区，每个小区内取4层样点土样，其深度分别为0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm；

步骤二：采用烘干法获取土壤含水率；将样点土样进行风干破碎过筛后，进行土壤颗粒分级分析，激光粒度仪测定样品的粒径范围为0.02-2000μm，在土壤粒径分析的基础上，借助SPAW软件，输入土样的粘粒及砂粒含量获得土样的土壤类型、土壤容量和土壤最大储水容量；

步骤三：将步骤二中所获取的土壤最大储水容量数据，输入软件SPSS19.0进行正态检验，并对不同深度土壤最大储水容量进行描述性统计分析；

步骤四：运用软件surfer12.0绘制空间等值线图，了解土壤最大储水容量的空间分布情况；

步骤五：借助Arcgis软件对步骤二中所获取的土壤最大储水容量数据进行半方差函数分析，得到最优拟合的半方差函数模型及其参数值；

步骤六：基于步骤三的正态检验基础上，运用经典统计方法确定采样数目，计算获得在置信区间90％，采样误差10％的情况下合理采样数；

计算所述采样数目的步骤包括：

根据公式：N＝(λ_α.S)²/Δ²计算等重复抽样时计算的抽样数；

其中：λ_α为正态分布特征值，可由统计表查到；S为样本标准方差；△为采样误差，

如果计算所得出的合理采样数目大于样本容量的10％，则应将计算公式转换为不等重复抽样公式再计算抽样数N'；

式中：N_总为样本总数；

步骤七：在步骤三和四的组合条件下，在土壤最大储水容量的空间等值线图上确定采样点的具体坐标；

步骤八：基于步骤七确定的采样点的具体坐标，对每个点进行插值，将采样点的土壤含水率与区域含水率进行误差分析。

2.根据权利要求1所述的基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，其特征在于：步骤三中所述的正态检验是通过QQ正态图与QQ趋势图来检验的；描述性统计分析输出的参数包括极大值、极小值、均值、标准差、方差、偏度与峰度值；根据公式

计算变异系数，描述实测数据的规律性。

3.根据权利要求1所述的基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，其特征在于：步骤五中所述的半方差函数模型，根据公式表示如下：

式中：γ(h)为区域化变量Z(x)的样本变异函数；h为两样本点空间分隔距离，Z(X_i)和Z(X_i+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位置X_i和X_i+h的观测值，N(h)为间距为h的样本对数。

4.根据权利要求1所述的基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，其特征在于：步骤五中利用交叉验证法选择所述最优拟合的半方差函数模型，符合以下标准的模型最优：误差平均值、误差标准平均值最接近0，均方根预测误差最小，平均标准误差最接近于均方根预测误差，标准均方根预测误差，最接近于1。

5.根据权利要求4所述的基于土壤最大储水容量的土壤水分监测优化布点方法，其特征在于：半方差函数模型为指数模型。