基于三明治抽样的市域耕地土壤重金属监测点位 优化布设方法

• 作者: 梁耀杰 罗小玲 肖娟 谢志宜 郭庆荣 陈丹青
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 三明治抽样 土壤砷含量 监测点位 克里金插值
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1426-1434
• 页数: 9页
• 分类号: X833
• 字数: 7389字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.08.019

摘要

如何平衡成本和精度之间的矛盾是区域土壤环境监测网构建亟待解决的技术难题.以广东省江门市耕地土壤砷含量为研究对象,开展基于三明治抽样的土壤环境监测点位优化研究.按照1 km×1 km网格在研究区域均匀布设3375个点位,采用三明治抽样方法对其点位进行抽样优化,并运用Cochran公式、空间插值表征、交叉验证、独立验证等验证方法对不同期望精度下的抽样样本进行验证.结果表明,(1)期望精度为5％、10％、15％、20％的三明治抽样样本量分别为278、147、102、80个.(2)抽样结果的4种验证方法表明,期望精度为5％和10％的抽样样本能满足监测精度要求.该精度下样本量均满足利用Cochran经典公式在相应置信水平和相对误差条件下获取的合理采样数量,并且相应的半变异函数模型拟合度好、均方根误差值(RMSE)小、克里金插值代表性强.(3)期望精度为10％的抽样样本在保证监测精度不变的同时,大大降低了监测成本,其监测点位从3375个降至147个,点位数量降低了96％.总之,抽样样本的期望精度值越小,监测精度越高.在江门市市域尺度上,期望精度为10％的三明治抽样是一种高精度、低成本、代表性强的土壤环境监测点位优化方法.