基于分融策略的土壤采样设计方法

来源：土壤学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：张 磊,朱阿兴,杨 琳,秦承志,刘军志,刘雪琦

单位：张 磊，南京师范大学地理科学学院；zlxy9892@yahoo.com,朱阿兴，南京师范大学地理科学学院；axing1@njnu.edu.cn,杨 琳，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；yanglin@lreis.ac.cn,秦承志，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；qincz1@lreis.ac.cn,刘军志，南京师范大学地理科学学院；liujunzhi@njnu.edu.cn,刘雪琦，南京师范大学地理科学学院；xueqiliu1@yeah.net,

摘要：采样设计方法在地理要素空间分布推测中起着关键作用。采集的样点数量尽可能少且推测精度较高通常是采样设计的目标。此外，高效合理的采样方案应保证较高的推测可信度，同时尽可能避免冗余样点。传统的采样方法大多依靠增加样点个数来提高推测精度，且对样点集内部的冗余情况考虑较少。为获取更加高效合理的样点集，在环境条件越相似、地理要素越相似的假设下，通过环境相似度分析计算，得到样点的推测可信度和样点集内部的冗余度，并提出一种基于分融策略的样点设计方法。该方法在分化阶段将推测可信度低的样点进行分化，增加样点以降低推测不确定性，在融合阶段将环境条件过于相似的样点进行融合以降低冗余，通过多次分化融合最终使得推测可信度和冗余度均达到一定的预设标准，得到最佳样点方案。将该方法应用于美国Raffelson研究区的土壤采样，结果表明，该方法在分化阶段可以有效提高样点的推测可信度，在融合阶段能够有效去除冗余样点，最终可得到用于推测的高效样点。将本方法与传统的规则采样和分层随机采样进行对比，结果反映本方法获得的样点在同等数量下推测可信度更高，冗余度更低，更高效。

关键词：采样方法;推测可信度;样点冗余度;土壤制图;土壤—环境关系

基金资助：国家自然科学基金项目（41431177，41471178，41530749）、江苏省高校自然科学研究重大项目（14KJA170001）和国家重点基础研究发展计划（973）项目（2015CB954102）