遜克農場耕地地力評價方法的研究

李慶民++齊會才++蔡德利

摘要：遜克農場耕地地力評價因子可以使用點位分布圖和屬性數據兩種形式表達，分別以不同的方式為評價單元賦值。根據各評價因子的空間分布圖或屬性數據庫，將各評價因子數據賦值給評價單元。

關鍵詞：地力評價；方法；研究

中圖分類號： S158 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2014）-06-83-1

本項目中這類因子包括pH、有機質、有效磷、速效鉀等土壤理化性狀因子，這類因子都是通過田間采樣分析獲得的。眾所周知，這些土壤性質的空間變異性很大，所以嚴格的說每個因子的取值只能代表該采樣點的性質，而不能代表一個評價單元。這類因子要采用插值的方法將點位分布圖轉換為能夠代表面狀特征的柵格圖。一般采用距離倒數插值、徑向基函數插值、克呂格插值等空間插值方法生成柵格數據。坡度數據由高程數據計算得到，也是柵格形式。所以這些數據的后續處理方法都相同。得到柵格圖后，要根據定義好各指標的隸屬函數計算出單因素評價評語，即在每個柵格處的分值。

1 克呂格插值法

采樣點的數量是有限的，而評價中需要得到評價區每個點上的養分數據，非測量點上的值可能通過插值得到，克呂格插值法以能提供最佳線性無偏估計而逐漸被廣泛運用。

克呂格插值法是以區域化變量為核心和理論基礎，以空間相關和半方差函數為基本工具的一種插值方法。基本假設有2點，區域化變量滿足二階平穩和本征假設。根據樣本點確定研究對象隨空間位置而變化的規律，以此去推算未知點的屬性值。這個規律，就是變異函數，變異函數也稱半方差函數，是地統計學所特有的基本工具，其計算公式為：

2 ArcGIS中克呂格插值的操作

在ArcGIS中有專門的地統計學模塊來完成克呂格插值的功能。插值過程主要包括以下步驟：

數據檢驗。即檢驗進行插值的數據是否滿足正態分布，只有近似滿足正態分布的數據才能得到較好的插值結果。如果數據不滿足正態分布，可以對數據進行轉換，使轉換后的數據符合正態分布特征，再進行以下的插值分析；趨勢面分析。在很多情況下，進行插值的數據都存在一個趨勢面，可以在插值之前探索數據存在的趨勢面，將次趨勢面去除后再進行插值，然后再將去除的趨勢面加到插值后的柵格圖像，得到最終的插值結果。在某些情況下，這樣可以提高插值的精度；半方差函數擬合。這一步是克呂格插值的關鍵，擬合出的半方差函數理論模型描述了數據的空間變異規律，是克呂格插值的基礎。地統計學模塊中提供了多種可供選擇的半方差理論模型，選擇哪一種模型進行擬合并沒有統一的準則，通常需要反復試驗，通過最終的插值效果來決定最適宜的半方差理論模型；空間插值。確定在每個插值點周圍參與插值計算的數據，完成插值過程，得到整個分析區域的柵格圖；誤差分析。通過均差（ME）或均方差（MSE）來判斷插值效果。

3 柵格單元尺寸的確定

在對采樣點數據插值時要涉及到柵格單元尺寸的問題，即每個柵格單元所對應的實際地物的大小。柵格的尺寸越小，數據信息量丟失得越少，相應的精度越高，但數據量也將成倍地增大，從而加大數據獲取和處理的難度；柵格的尺寸越大，數據信息量丟失越多，相應的精度越低。因此，確定柵格的合理尺寸是數據轉換的關鍵技術之一。

本項目以1∶5萬地圖為基礎，根據矢量數據柵格化所用的柵格大小來確定柵格單元的尺寸。根據地圖的制圖規范，在各種比例尺的地圖上，每種地物都有規定的最小上圖面積。在將矢量地圖進行掃描轉換為柵格數據時，柵格單元的合理尺寸應保證矢量圖上最小上圖面積的地物不丟失。

根據1∶5萬的土地利用現狀圖的制作規范，耕地的最小上圖面積是6平方毫米，在實地上相當于15000平方米，即邊長為122.47米的正方形，為保證耕地圖斑的數據信息盡量不丟失，柵格單元的合理尺寸可以通過下面的方法來確定。

圖2-7 柵格尺寸的選擇

設圖2-7圖斑最小面積為A，當柵格變長為H時，該圖斑可能得不到反映而丟失，當邊長為H/2時，該圖斑就得到反映，故柵格的合理尺寸可以定義為：

式中，H為柵格的尺寸，i為專題圖類型，如土地利用現狀圖等；j為i類圖中的面狀地物類型，如耕地、水域等。

根據以上公式得知1：5萬土地利用現狀圖在從矢量向柵格轉換時柵格的合理尺寸應為61.24米，但為了分析和統計數據方便，采用25米×25米的柵格大小。

作者簡介：李慶民，黑龍江八一農墾大學農學院農學系農業資源與環境專業在讀碩士研究生，中級農藝師，研究方向：農業技術及推廣。

通訊作者：蔡德利，黑龍江八一農墾大學農學院，副教授。

摘要：遜克農場耕地地力評價因子可以使用點位分布圖和屬性數據兩種形式表達，分別以不同的方式為評價單元賦值。根據各評價因子的空間分布圖或屬性數據庫，將各評價因子數據賦值給評價單元。

關鍵詞：地力評價；方法；研究

中圖分類號： S158 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2014）-06-83-1

本項目中這類因子包括pH、有機質、有效磷、速效鉀等土壤理化性狀因子，這類因子都是通過田間采樣分析獲得的。眾所周知，這些土壤性質的空間變異性很大，所以嚴格的說每個因子的取值只能代表該采樣點的性質，而不能代表一個評價單元。這類因子要采用插值的方法將點位分布圖轉換為能夠代表面狀特征的柵格圖。一般采用距離倒數插值、徑向基函數插值、克呂格插值等空間插值方法生成柵格數據。坡度數據由高程數據計算得到，也是柵格形式。所以這些數據的后續處理方法都相同。得到柵格圖后，要根據定義好各指標的隸屬函數計算出單因素評價評語，即在每個柵格處的分值。

1 克呂格插值法

采樣點的數量是有限的，而評價中需要得到評價區每個點上的養分數據，非測量點上的值可能通過插值得到，克呂格插值法以能提供最佳線性無偏估計而逐漸被廣泛運用。

克呂格插值法是以區域化變量為核心和理論基礎，以空間相關和半方差函數為基本工具的一種插值方法。基本假設有2點，區域化變量滿足二階平穩和本征假設。根據樣本點確定研究對象隨空間位置而變化的規律，以此去推算未知點的屬性值。這個規律，就是變異函數，變異函數也稱半方差函數，是地統計學所特有的基本工具，其計算公式為：

2 ArcGIS中克呂格插值的操作

在ArcGIS中有專門的地統計學模塊來完成克呂格插值的功能。插值過程主要包括以下步驟：

數據檢驗。即檢驗進行插值的數據是否滿足正態分布，只有近似滿足正態分布的數據才能得到較好的插值結果。如果數據不滿足正態分布，可以對數據進行轉換，使轉換后的數據符合正態分布特征，再進行以下的插值分析；趨勢面分析。在很多情況下，進行插值的數據都存在一個趨勢面，可以在插值之前探索數據存在的趨勢面，將次趨勢面去除后再進行插值，然后再將去除的趨勢面加到插值后的柵格圖像，得到最終的插值結果。在某些情況下，這樣可以提高插值的精度；半方差函數擬合。這一步是克呂格插值的關鍵，擬合出的半方差函數理論模型描述了數據的空間變異規律，是克呂格插值的基礎。地統計學模塊中提供了多種可供選擇的半方差理論模型，選擇哪一種模型進行擬合并沒有統一的準則，通常需要反復試驗，通過最終的插值效果來決定最適宜的半方差理論模型；空間插值。確定在每個插值點周圍參與插值計算的數據，完成插值過程，得到整個分析區域的柵格圖；誤差分析。通過均差（ME）或均方差（MSE）來判斷插值效果。

3 柵格單元尺寸的確定

在對采樣點數據插值時要涉及到柵格單元尺寸的問題，即每個柵格單元所對應的實際地物的大小。柵格的尺寸越小，數據信息量丟失得越少，相應的精度越高，但數據量也將成倍地增大，從而加大數據獲取和處理的難度；柵格的尺寸越大，數據信息量丟失越多，相應的精度越低。因此，確定柵格的合理尺寸是數據轉換的關鍵技術之一。

本項目以1∶5萬地圖為基礎，根據矢量數據柵格化所用的柵格大小來確定柵格單元的尺寸。根據地圖的制圖規范，在各種比例尺的地圖上，每種地物都有規定的最小上圖面積。在將矢量地圖進行掃描轉換為柵格數據時，柵格單元的合理尺寸應保證矢量圖上最小上圖面積的地物不丟失。

根據1∶5萬的土地利用現狀圖的制作規范，耕地的最小上圖面積是6平方毫米，在實地上相當于15000平方米，即邊長為122.47米的正方形，為保證耕地圖斑的數據信息盡量不丟失，柵格單元的合理尺寸可以通過下面的方法來確定。

圖2-7 柵格尺寸的選擇

設圖2-7圖斑最小面積為A，當柵格變長為H時，該圖斑可能得不到反映而丟失，當邊長為H/2時，該圖斑就得到反映，故柵格的合理尺寸可以定義為：

式中，H為柵格的尺寸，i為專題圖類型，如土地利用現狀圖等；j為i類圖中的面狀地物類型，如耕地、水域等。

根據以上公式得知1：5萬土地利用現狀圖在從矢量向柵格轉換時柵格的合理尺寸應為61.24米，但為了分析和統計數據方便，采用25米×25米的柵格大小。

作者簡介：李慶民，黑龍江八一農墾大學農學院農學系農業資源與環境專業在讀碩士研究生，中級農藝師，研究方向：農業技術及推廣。

通訊作者：蔡德利，黑龍江八一農墾大學農學院，副教授。

摘要：遜克農場耕地地力評價因子可以使用點位分布圖和屬性數據兩種形式表達，分別以不同的方式為評價單元賦值。根據各評價因子的空間分布圖或屬性數據庫，將各評價因子數據賦值給評價單元。

關鍵詞：地力評價；方法；研究

中圖分類號： S158 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2014）-06-83-1

本項目中這類因子包括pH、有機質、有效磷、速效鉀等土壤理化性狀因子，這類因子都是通過田間采樣分析獲得的。眾所周知，這些土壤性質的空間變異性很大，所以嚴格的說每個因子的取值只能代表該采樣點的性質，而不能代表一個評價單元。這類因子要采用插值的方法將點位分布圖轉換為能夠代表面狀特征的柵格圖。一般采用距離倒數插值、徑向基函數插值、克呂格插值等空間插值方法生成柵格數據。坡度數據由高程數據計算得到，也是柵格形式。所以這些數據的后續處理方法都相同。得到柵格圖后，要根據定義好各指標的隸屬函數計算出單因素評價評語，即在每個柵格處的分值。

1 克呂格插值法

采樣點的數量是有限的，而評價中需要得到評價區每個點上的養分數據，非測量點上的值可能通過插值得到，克呂格插值法以能提供最佳線性無偏估計而逐漸被廣泛運用。

克呂格插值法是以區域化變量為核心和理論基礎，以空間相關和半方差函數為基本工具的一種插值方法。基本假設有2點，區域化變量滿足二階平穩和本征假設。根據樣本點確定研究對象隨空間位置而變化的規律，以此去推算未知點的屬性值。這個規律，就是變異函數，變異函數也稱半方差函數，是地統計學所特有的基本工具，其計算公式為：

2 ArcGIS中克呂格插值的操作

在ArcGIS中有專門的地統計學模塊來完成克呂格插值的功能。插值過程主要包括以下步驟：

數據檢驗。即檢驗進行插值的數據是否滿足正態分布，只有近似滿足正態分布的數據才能得到較好的插值結果。如果數據不滿足正態分布，可以對數據進行轉換，使轉換后的數據符合正態分布特征，再進行以下的插值分析；趨勢面分析。在很多情況下，進行插值的數據都存在一個趨勢面，可以在插值之前探索數據存在的趨勢面，將次趨勢面去除后再進行插值，然后再將去除的趨勢面加到插值后的柵格圖像，得到最終的插值結果。在某些情況下，這樣可以提高插值的精度；半方差函數擬合。這一步是克呂格插值的關鍵，擬合出的半方差函數理論模型描述了數據的空間變異規律，是克呂格插值的基礎。地統計學模塊中提供了多種可供選擇的半方差理論模型，選擇哪一種模型進行擬合并沒有統一的準則，通常需要反復試驗，通過最終的插值效果來決定最適宜的半方差理論模型；空間插值。確定在每個插值點周圍參與插值計算的數據，完成插值過程，得到整個分析區域的柵格圖；誤差分析。通過均差（ME）或均方差（MSE）來判斷插值效果。

3 柵格單元尺寸的確定

在對采樣點數據插值時要涉及到柵格單元尺寸的問題，即每個柵格單元所對應的實際地物的大小。柵格的尺寸越小，數據信息量丟失得越少，相應的精度越高，但數據量也將成倍地增大，從而加大數據獲取和處理的難度；柵格的尺寸越大，數據信息量丟失越多，相應的精度越低。因此，確定柵格的合理尺寸是數據轉換的關鍵技術之一。

本項目以1∶5萬地圖為基礎，根據矢量數據柵格化所用的柵格大小來確定柵格單元的尺寸。根據地圖的制圖規范，在各種比例尺的地圖上，每種地物都有規定的最小上圖面積。在將矢量地圖進行掃描轉換為柵格數據時，柵格單元的合理尺寸應保證矢量圖上最小上圖面積的地物不丟失。

根據1∶5萬的土地利用現狀圖的制作規范，耕地的最小上圖面積是6平方毫米，在實地上相當于15000平方米，即邊長為122.47米的正方形，為保證耕地圖斑的數據信息盡量不丟失，柵格單元的合理尺寸可以通過下面的方法來確定。

圖2-7 柵格尺寸的選擇

設圖2-7圖斑最小面積為A，當柵格變長為H時，該圖斑可能得不到反映而丟失，當邊長為H/2時，該圖斑就得到反映，故柵格的合理尺寸可以定義為：

式中，H為柵格的尺寸，i為專題圖類型，如土地利用現狀圖等；j為i類圖中的面狀地物類型，如耕地、水域等。

根據以上公式得知1：5萬土地利用現狀圖在從矢量向柵格轉換時柵格的合理尺寸應為61.24米，但為了分析和統計數據方便，采用25米×25米的柵格大小。

作者簡介：李慶民，黑龍江八一農墾大學農學院農學系農業資源與環境專業在讀碩士研究生，中級農藝師，研究方向：農業技術及推廣。

通訊作者：蔡德利，黑龍江八一農墾大學農學院，副教授。