【摘 要】
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中国粮食需求压力巨大,耕地质量下降会影响粮食质量和安全.现行的耕地质量监测方法因检测时间长、时空信息不足等缺陷难以满足越来越繁重的耕地质量调查监测需求.本研究探讨了适用于耕地质量监测的方法及移动实验室案例,构建了天空地一体耕地质量监测指标体系,搭建了集成卫星遥感、无人机遥感、无线传感器网络和原位速测等技术的移动实验室架构,研发了基于中间件技术的天空地多种监测方法的集成技术;创制了一套天空地一体的耕地质量监测移动实验室,并在耕地提质改造项目区域进行了实地测试,在2 h内完成5个采样点的土壤养分、重金属等13
【机 构】
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广州市华南自然资源科学技术研究院,广州 510642;华南农业大学资源环境学院,广州 510642;广州市华南自然资源科学技术研究院,广州 510642;海南大学热带作物学院,海口 570228;华南
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中国粮食需求压力巨大,耕地质量下降会影响粮食质量和安全.现行的耕地质量监测方法因检测时间长、时空信息不足等缺陷难以满足越来越繁重的耕地质量调查监测需求.本研究探讨了适用于耕地质量监测的方法及移动实验室案例,构建了天空地一体耕地质量监测指标体系,搭建了集成卫星遥感、无人机遥感、无线传感器网络和原位速测等技术的移动实验室架构,研发了基于中间件技术的天空地多种监测方法的集成技术;创制了一套天空地一体的耕地质量监测移动实验室,并在耕地提质改造项目区域进行了实地测试,在2 h内完成5个采样点的土壤养分、重金属等13个项目所需指标的现场速测,验证了本研究成果与常规耕地质量监测方法相比监测效率和现场出具结果的能力更强.本研究能够弥补现行耕地质量监测方法的不足之处,并且在监测指标全面性和监测数据时空尺度上都更有优势,能大大提升各级业务部门耕地质量监测的效果,加强耕地管理和保护的能力.
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根据耕地质量的空间分布特征优化监测样点布局,可提高耕地质量的监测效率和准确性.本研究筛选与耕地质量协同变化的环境因子作为辅助变量,利用地统计学方法分析耕地质量的空间变异特征,采用协同克里格法优化耕地质量监测样点的布设.结果表明:利用与耕地质量相关性较好的地下水位为辅助变量,在不同规格网格的样点布设下,协同克里格在最适(5 km×5 km)网格尺度下得到66个监测点的插值精度,优于普通克里格在小(2 km×2 km)网格尺度下得到390个监测点的插值精度;而在相同规格网格的样点布设下,协同克里格方法得到监测
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