不同粗糙度尺度下预测表层土壤孔隙率量化指数比较研究

针对当前精细农业对农田信息快速采集的需求,本研究提出了基于土壤粗糙度预测表层土壤孔隙率的方法,而采用何种量化指数表征土壤粗糙度是深化研究的关键.本文首先系统总结了几种已有的衡量土壤粗糙度的量化指数,进而提出一种新的基于小尺度的土壤粗糙度指数Rd.根据对4种不同耕作方式下应用地面激光扫描仪获取的原始试验数据进行初步处理,并将4种粗糙度量化指数与表层土壤孔隙率的相关性做了比较研究,得出了两个重要结论:(1)与其它粗糙度量化指数相比,Rd与表层土壤孔隙率的相关性最高(R2=0.752);(2)基于激光扫描方法快速分析表层土壤孔隙率具有潜在的应用价值.

基于分形理论的土壤粗糙指数与孔隙率映射规律研究

为建立土壤表层孔隙率与表面粗糙程度之间的关系,提出了一种采用立体表面积对土壤表面粗糙性状进行覆盖的分形分析方法。该方法结合地面激光扫描仪快速测得的地表原始不平度数据,可直接测定出土壤表面分维值D∈[2,3)。为进一步探讨地表粗糙的细节信息,将立体表面积法引入到多重分形分析中,计算了各多重分形的谱参数。分析结果表明,单一分形维数Dl、Dr,多重分形谱参数α|fmax、Δα均能够有效地反映地表粗糙程度,在忽略耕作方式影响的前提下,α|fmax与表层土壤孔隙率的线性相关性最高(R2=0.701 4)。因此利用土壤表层粗糙程度的分形参数进行土壤表层孔隙率的预测是可行的。