基于bme和nne法的农田土壤水分和养分空间插值

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1、分类号学＾Ｍｌ２０８０５ＵＤＣ密级敬壤叫义！ＹＡＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳｎｒ硕壬学佐冷文（学术型）基于ＢＭＥ和Ｎ化法的农田±壤水分和养分空间插值夏冰指导教师姓名：徐英副教授，扬州大学，江苏扬州，２２５００９申请学位级别：硕壬学科专业名称：农业水上王程论文提交日期：２０１５年６月论文答辩日期：２０１５年５月？学位授予单位：扬州欠学学位授予日觀－２０１５年６月答辩委员会主席：罗纯教授２０１５年６月？■？＜中图分类号：Ｕ：

2、．Ｄ．Ｃ．工学硕±学位论文基于ＢＭＥ和ＮＮＥ法的农田±壤水分和养分空间插值硕±研究生：夏冰导师：徐英副教授工专业：农业水主程扬州大学二〇—五年六月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ．Ｄ．Ｃ．：Ｍ，Ｓ．ＴｈｅｓｉｓＳｐａｔｉａｌｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｓｕｓｉｎｇＢａｙｅｓｉａｎｍａｘｉｍｕｍｅｎｔｒｏｐｙａｎｄＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓＥｎｓｅｍｂｌｅＧｒａｄｕａｔｅ汾ｕｄｅｎ

3、ｔ：ＸｉａＢｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＸｕＹｉｎｇＭａｊｏｒｓｕｂｅｃｔ：ＡｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＷａｔｅｒａｎｄＳｏｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇｇＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅＷ２０１５，．摘要摘要精准农业强调通过对农田资源的分布式调控，尽可能均衡、合理地利用其生产潜力，获取尽可能高的经济产量或显著的社会效益。掌握农田上壤水分和养分的空间分布规律是分布式调控的前提条件，而基于有限的采样数据进行空间插值

4、则是掌握农田上壤水分和养分变异规律的有效途径，对于实现农田的精确灌親和变量施肥具有重要意义。本文ｋ乂江苏省扬州市北部某农田上化１个采样点的含水量、全氮量、有机质、碱解氣、速效钟、速效礎含量为例，针对研究区上壤变量的空间变异特征，结合所采用的空间播值方法的特点开展了如下研究一田块：①利用研究区不同田块之间上壤特性差异显著、同，一田块内上《变量的分布特征表达待估点估值的不无显著差异的特点（，用同确定性即构造软數据）并将此软数据和实测硬数据结合利用现代地质统计学方法—贝叶斯最大摘，，法（ＢＭＥ

5、）模拟上壤变量的空间分布（该方法Ｗ下简称ＭＶＢＭＥ法）；②利用神经网络方法良好的非线性表达能力，借助集成神经网络系统估计待估点的不确定性（即构造软數据），并将其结果敲入ＢＭＥ法中，用蘇入该软数据的ＢＭＥ法下简称ＮＮＥＢＭＥ法）模拟上壤变量的空间分布。③采取多种随机拍样方案（建模样本和验证样本），将Ｗ上空间模拟结果分别与径向基禹數神经网络法（ＲＢ巧、集成神经网络法（ＮＮＥ）、普通克立格法（０Ｋ）、残差克立格法ＲＫ的估值结果进行比较。得出的主要研究结果如下：（）１）研究区内上壤含水量呈弱变异性，

6、养分均属中等程度变异。且研究区内整个试验田的变异性比单块要大很多不同田块之间上壤特性差异达到板显著一田块多属无显著，，同性差异。２）特异值巧理前，含木量、全氮量、有机质、碱解氮都近似服从正态分布，速效钟与速效骑不服从正态分布处理特异值后上壤水分及养分的空间分布均近似服从正志分布。，３）ＭＶＢＭＥ法对研究区内上壤水分与养分进行空间插值，并将结果与ＲＢＦ法、ＲＫ法和０Ｋ法的插值结果进行比较得出：ＭＶＢＭＥ法的平均误差（ＭＥ）为四种插值方法中最？％小，估计方差（ＭＳＥ）相较ＲＢＦ法能降低２３

7、．７７％６９．１４：相比较ＲＫ法，能降低￣％０．４１％．１７％与０Ｋ法相比，ＭＶＢＭＥ法能使有机质、碱解氮、速效钉、速效礎的Ｍ化：〇〇￣￣１〇５。四种插值方法６．２／〇３８．１８／〇降低．２４％５２．３７％水分与全氮量在大部分情况下能降低，里ＭＶＢＭＥ法最接近于无偏估计，丑对变量空间波动程度反映最精确。，４）ＮＮＥＢＭＥ法对研究区上壤含水量与养分进巧空间差值、ＲＫ，其结果与ＮＮＥ法法和０Ｋ法进行比较得出：对于不同的上《变量，ＮＮＥＢＭＥ法估值的ＭＥ最接近于零，ＩＩ摘要近似无偏估计

8、；．与ＮＮＥ法比较，ＭＳＥ缩小１．６４％Ｍ５．２０％，与ＯＫ法、ＲＫ法比较，除上壤水分外ＮＮＥＢＭＥ法使ＭＳＥ縮小０一Ｋ）．０５％；并且随着已知点（即建模数据样本容，量）个数的减少，ＮＮＥＢＭＥ法的插值优势更为突出；ＭＳＥ的组成分析表明，ＮＮＥＢＭＥ法对变量均值的估计与波动程度的描述更为精确。本文利用农田上壤变量的空间变异特征和估值方法的特点