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考虑块段效应的RBF神经网络在土壤空间插值中的应用
  • ISSN号:1001-6791
  • 期刊名称:《水科学进展》
  • 时间:0
  • 分类:S152.7[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学] S152.6[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州225009
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50609023)
作者: 徐英[1]
中文摘要:

定义了土壤变异中的块段效应,提出了考虑块段效应的RBF神经网络空间插值模型(RBFBE法),以期提高土壤水分和养分的插值精度;并以江苏省扬州市区北部某试区为例,通过A、B两种训练方案,将RBFBE法对土壤含水率与有机质含量的插值结果与常规的RBF神经网络(RBFANN法)空间插值结果及普通克里金法(OK法)插值结果进行了对比分析。结果表明:与OK法相比,RBFBE法能使土壤特性的均方误差Mse缩小19.0%~62.2%,预测吻合度G提高8.9%~28.8%;与输入信息相同的RBFANN法相比,RBFBE法亦能使土壤特性的均方误差Mse缩小10.0%~48.8%,预测吻合度G提高3.4%~22.0%;此外,研究也表明RBFBE法具有较强的泛化能力。考虑块段效应的RBF神经网络方法有利于拓展人工神经网络方法在土壤特性空间插值中的应用范围,具有一定的应用前景。

英文摘要:

Precision farming and decision-making in environmental protection will require a better understanding of the spatial distributions of soil moisture and nutrients.In this study,the block effect due to soil variability is defined and a Radial Basis Function(RBF) artificial neural network(ANN) with Block Effect(BE) is proposed to improve the accuracy of spatial interpolation of soil moisture and nutrients.The new RBFANNBE method is evaluated using soil moistures and organic matters observed from an experimental site in the north Yangzhou region of Jiangsu Province.Two sets of data samples are used in the RBFANNBE training process.The RBFANNBE performance is compared to the conventional RBFANN method and the ordinary Kriging(OK) method using the mean square errors(Mse) and the goodness of prediction fit(G).The results show that RBFANNBE reduce Mse by 19.0%-62.2% and improve G by 8.9%-28.8% compared to the OK method.In comparison with RBFANN,a 10.0%-48.8% reduction in Mse and a 3.4%-22.0% improvement in G are obtained by RBFANNBE,respectively.The new RBFANNBE method has better generalization capabilities over the RBFANN and OK methods.Thus,RBFANNBE is a promising method for studying the spatial distribution of soil properties.

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期刊信息
  • 《水科学进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国水利部
  • 主办单位:水利部交通运输部 南京水利科学研究院 中国水利学会
  • 主编:张建云
  • 地址:南京市广州路225号
  • 邮编:210029
  • 邮箱:skxjz@nhri.cn
  • 电话:025- 85829770
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-6791
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1309/P
  • 邮发代号:28-146
  • 获奖情况:
  • 全国水利系统优秀期刊、全国中文核心期刊(1996),1999年第三次被评为江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24332