模糊坡位信息在精细土壤属性空间推测中的应用.pdfVIP

第 29 卷 　第 9 期 地 　　理 　　研 　　究 Vol29 , No9 20 10 年 9 月 GEO GRA P H ICAL 　R ESEA RC H Sep t, 20 10 模糊坡位信息在精细土壤属性 空间推测中的应用 1 2 2 1 2 1 秦承志 , 卢岩君 , 邱维理 , 朱阿兴 , 张灵燕 , 杨 　琳 ( 1 中国科学院地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室 , 北京 100 10 1 ; 2 北京师范大学地理学与遥感科学学院 , 北京 100875) 摘要 : 坡位的空间渐变特征影响着小流域及坡面尺度上的土壤 、水文 、地貌等现象和过程 , 因此对精细尺度下的地理建模 (如土壤空间信息推理) 有重要作用 。虽然 目前已有多种模糊 坡位信息定量提取方法 , 但所得到的模糊坡位信息还缺乏实际应用 。本文以精细尺度下的土 壤属性空间分布推测为例 , 对此展开探索 。应用模型假设 : ( 1) 在小流域内, 地形因素主导 着土壤属性空间分布的变化 ; (2) 典型坡位上对应分布着典型的土壤属性值 , 土壤属性与坡 位之间存在协同变化关系 。据此建立以模糊坡位信息对各类典型坡位上土壤样点属性值的加 权平均模型 , 推测土壤属性的空间分布 。模型应用于黑龙江省嫩江流域一个地形平缓的小区 (面积约 60 km2 ) , 通过一个以坡位典型位置作为原型的模糊坡位定量方法提取 5 类坡位 ( 山 脊 、坡肩 、背坡 、坡脚 、沟谷) 的空间渐变信息 , 对土壤表层有机质含量的空间分布进行推 测 。推测结果通过研究区 70 个土壤采样点进行评价 , 以推测结果与评价样点集之间的相关系 数 、平均绝对误差 、均方根误差作为定量评价指标 , 与使用常用地形属性的多元线性回归模 型推测结果进行对比。评价结果表明 , 仅使用极少建模点的加权平均模型的推测结果优于多 元线性回归模型的推测结果 。 关 键 词 : 模糊坡位 ; 土壤属性空间分布 ; 推测模型 ; 土壤表层有机质 文章编号 : (20 10) 1 　前言 　　坡位主要指形态相对简单的山脊 、坡肩 、背坡 、坡脚 、沟谷等基本的地形组成部分 , 它类似地貌元素的概念[ 1 ,2 ] 。坡位的差异会导致不同的水热条件以及不同方式和强度的地 貌过程 , 因此坡位信息对研究与地形相关的地理过程具有重要作用[3 ] 。坡位通常表现出渐 ( ) 变 、过渡的空间分布特征 除了在一些地形突变的区域 , 这种渐变特征也相应地影响着 ( ) 许多水文学 、地貌学 、生态学中的现象和过程 尤其是在小流域 、坡面等尺度上 , 使得 这些过程也表现出渐变特征[4 ,5 ] , 因此模糊坡位信息是地学建模中应予考虑的一类重要地 形参数 。传统的坡位硬分类 ( Cri sp cla ssification) 完全忽略了坡位空间渐变信息 , 而模糊 坡位信息则关注于定量反映每一个空间位置上对于各坡位类型的相似程度 , 可以用于表达 　　收稿日期 : ; 修订日期 : 2009120 1