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基于神经网络模型和地统计学方法的土壤养分空间分布预测
  • ISSN号:1001-9332
  • 期刊名称:应用生态学报
  • 时间:2013.2
  • 页码:459-466
  • 分类:S158[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学] TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]四川农业大学资源环境学院,成都611130, [2]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,成都610065, [3]四川农业大学林学院,四川雅安625014
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金项目(40825003); 国家自然科学基金项目(41201214,40801175)资助
  • 相关项目:基于地表过程的区域土壤养分时空变化模拟
中文摘要:

采用径向基函数神经网络模型与普通克里格法相结合的方法,预测川中丘陵区县域尺度土壤养分(有机质和全氮)的空间分布,并与普通克里格法和回归克里格法进行比较.结果表明:各方法对研究区土壤养分的预测结果相似.与多元回归模型相比,神经网络模型对验证样点土壤有机质和全氮的预测值与样点实测值的相关系数分别提高了12.3%和16.5%,表明神经网络模型能更准确地捕捉土壤养分与定量环境因子间的复杂关系.对469个验证样点预测结果的误差分析表明,神经网络模型与普通克里格法相结合的方法对土壤有机质和全氮预测结果的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差较普通克里格法分别降低了6.9%、7.4%、5.1%和4.9%、6.1%、4.6%,降低幅度达到极显著水平(P〈0.01);与回归克里格法相比则分别降低了2.4%、2.6%、1.8%和2.1%、2.8%、2.2%,降低幅度达显著水平(P〈0.05).

英文摘要:

In this study,a radial basis function neural network model combined with ordinary kriging(RBFNN_OK) was adopted to predict the spatial distribution of soil nutrients(organic matter and total N) in a typical hilly region of Sichuan Basin,Southwest China,and the performance of this method was compared with that of ordinary kriging(OK) and regression kriging(RK).All the three methods produced the similar soil nutrient maps.However,as compared with those obtained by multiple linear regression model,the correlation coefficients between the measured values and the predicted values of soil organic matter and total N obtained by neural network model increased by 12.3% and 16.5%,respectively,suggesting that neural network model could more accurately capture the complicated relationships between soil nutrients and quantitative environmental factors.The error analyses of the prediction values of 469 validation points indicated that the mean absolute error(MAE),mean relative error(MRE),and root mean squared error(RMSE) of RBFNN_OK were 6.9%,7.4%,and 5.1%(for soil organic matter),and 4.9%,6.1%,and 4.6%(for soil total N) smaller than those of OK(P0.01),and 2.4%,2.6%,and 1.8%(for soil organic matter),and 2.1%,2.8%,and 2.2%(for soil total N) smaller than those of RK,respectively(P0.05).

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期刊信息
  • 《应用生态学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所
  • 主编:沈善敏
  • 地址:沈阳市文化路72号
  • 邮编:110016
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  • 电话:024-83970393
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9332
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1253/Q
  • 邮发代号:8-98
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科学院优秀期刊,中国期刊方阵“双效”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),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,英国动物学记录,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)
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