基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的坡面土壤侵蝕評價模型與方法研究——以鄂西北山區(qū)為例.pdf

1、土壤侵蝕不僅是地域問題，而且是全球性的環(huán)境問題，已引起廣泛的研究和關(guān)注。本文以鄂西北丹江庫區(qū)房縣和鄖西縣為研究對象，結(jié)合房縣和鄖西縣現(xiàn)有土壤侵蝕原始數(shù)據(jù)，研究具有代表性的鄂西北山區(qū)丹江庫區(qū)徑流小區(qū)的坡面土壤侵蝕狀況。主要內(nèi)容：
　　 在綜述國內(nèi)外研究概況和研究方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合鄂西北山區(qū)的相關(guān)徑流小區(qū)觀測數(shù)據(jù)，引用關(guān)聯(lián)規(guī)則中的Apriori算法，首先對坡度、植被覆蓋度、土地利用類型，植被對應(yīng)的措施等各種不同因子進(jìn)行量化，然后分別

2、實(shí)現(xiàn)在不同耕作方式、不同坡度、不同植被覆蓋度因子條件下，以及綜合因子影響下，他們對土壤侵蝕狀況的影響，然后綜合進(jìn)行影響因子與坡面土壤侵蝕之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，以算法的支持度與置信度為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各因子與土壤侵蝕狀況的重要性程度關(guān)聯(lián)，進(jìn)而得到各因子與土壤侵蝕之間的重要性關(guān)系，得到研究區(qū)坡面徑流小區(qū)土壤侵蝕評價指標(biāo)體系。
　　 到目前為止國內(nèi)外已研究出多種土壤侵蝕評價模型，其中尤以美國的通用土壤流失方程(USLE)系列為代表，是最具有影

3、響力的土壤侵蝕評價統(tǒng)計模型之一。它是基于美國10000多個坡面小區(qū)近30年的觀測數(shù)據(jù)而得到的經(jīng)驗統(tǒng)計模型，直到現(xiàn)在仍被世界土壤保護(hù)工作及水土流失相關(guān)部門和研究者廣泛采用。
　　 鑒于基于通用土壤侵蝕方程中的各個因子，正是基于關(guān)聯(lián)規(guī)則支持下坡面土壤侵蝕評價指標(biāo)體系中對土壤侵蝕影響較大的因子，因此該方程在研究區(qū)坡面土壤侵蝕分析中具有特別的適用性。本文首先介紹了通用土壤侵蝕方程的原型，詳細(xì)探討了研究區(qū)通用土壤侵蝕方程各個因子的計算方法

4、，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫資料，推導(dǎo)出適合房縣的通用土壤侵蝕方程。根據(jù)推導(dǎo)的方程計算相關(guān)年份的土壤侵蝕量，并進(jìn)行誤差分析。試驗結(jié)論表明該模型在研究區(qū)具有較好的效果和適用性。
　　 基于數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)問題已經(jīng)成為目前許多行業(yè)應(yīng)用于研究的重點(diǎn)。支持向量機(jī)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的一種，其研究的主要問題是從一組觀測數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)出發(fā)，得到一些不能通過原理分析而得到的規(guī)律，進(jìn)而研究這些規(guī)律對未來的數(shù)據(jù)或者無法觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和分析。本文介紹支持向量機(jī)和BP神經(jīng)

5、網(wǎng)絡(luò)的基本思想，將二者應(yīng)用到鄂西北山區(qū)土壤侵蝕預(yù)測中，選取的影響因子是研究區(qū)坡面土壤侵蝕評價指標(biāo)體系中對坡面土壤侵蝕影響最大的降雨量及相關(guān)因子。對研究區(qū)坡面土壤侵蝕狀況進(jìn)行評價并作誤差分析。結(jié)論表明基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)技術(shù)的研究區(qū)水土流失評價，總體而言其預(yù)測結(jié)果比較理想，支持向量機(jī)極個別小區(qū)預(yù)測效果不太理想。究其原因，雖然SVM具有較高的泛化能力和計算效率，但SVM對樣本的要求比較高。這種預(yù)測結(jié)果的出現(xiàn)，跟樣本的有限性及樣本的精確度