Environment
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Användning av rektor komponenter för skalning upp topografiska modeller att mappa jord omfördelning och jord organiskt kol
Chapters
Summary October 16th, 2018
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Landskap processer är kritiska komponenter i bildandet av Mull och spelar en viktig roll för att fastställa markens egenskaper och rumslig struktur i landskap. Vi föreslår en ny strategi med stegvis principalkomponent regression för att förutsäga jord omfördelning och organiskt kol i marken över olika rumsliga skalor.
Transcript
Denna metod kan bidra till att besvara viktiga frågor inom jordbruksområdet, till exempel hur landskapstopografi kan påverka jorderosion och markorganisk materiadynamik. Den största fördelen med denna teknik är att den är tillämplig på platser med begränsade observationer, och det ger en kostnadseffektiv uppskattning av markens organiska kollager och processer för omfördelning av marken. Samla först in data från webbplatsen GeoTREE Light Detection and Ranging Mapping Project.
Välj gränstyp och gränsregion om du vill zooma in till ett visst område. Rita sedan en polygon för att ladda ner ljusdetektering och sträcker plattor för det valda studieområdet. Konvertera identifieringen av råljus och sträcker data till en LAS-fil med hjälp av det geografiska informationssystemets mappningsverktyg.
Generera därefter digitala höjdmodeller, eller DEMS, med en tre meter spacial upplösning med hjälp av omvänd avståndsvägd interpolation. Filtrera tremeters DEMS två gånger med ett lågpassfilter med tre kärnor för att minska ljud som är kopplade till lokal variation. Om du vill generera topografiska mått klickar du först på Importera raster i avsnittet Importera/exportera för att importera den filtrerade tremeters DEMS till SAGA.
Därefter klickar du på modulen Lutning, aspekt, krökning av SAGA med standardinställningarna för att generera lutningen, krökningsrelaterade måttet och det allmänna krökningsmåttet med hjälp av de filtrerade DEM:erna. Klicka på flow accumulation Top-Down-modulen i SAGA och välj Deterministisk oändlighet som metod för att generera flödesackumuleringsmåttet med hjälp av de filtrerade DEM:erna. Efter detta klickar du på modulen SAGA Topografisk öppenhet med standardinställningarna för att generera det positiva måttet för öppenhet med hjälp av en filtrerad z-axel förstärkt bild.
Utvidgningen av de vertikala avstånden i de digitala höjdmodellerna förbättrar särskiljbarheten av positiv öppenhet på platser med en relativt plan yta. Klicka på LS-Factor Field Based-modulen i SAGA med standardinställningarna för att generera mätvärdena för upslope-lutningslutning och lutningslängdfaktor med hjälp av de filtrerade DEM:erna. Därefter klickar du på modulen Flow Path Length i SAGA med standardinställningarna för att generera måttet flödesvägslängd med hjälp av de filtrerade DEM:erna.
Klicka på downslope Distance gradient modulen i SAGA med standardinställningarna för att generera nedslope indexet mått med hjälp av de filtrerade DEMs. Klicka nu på modulen SAGA Wetness Index och välj absolut upptagningsområde som typ av område för att generera upptagningsområdet och topografiska våthetsindexmått med hjälp av de filtrerade DEM:erna. Klicka på Stream Power Index modulen av SAGA och välj pseudo specifika upptagningsområde som området konvertering för att generera dataflödet strömindexet mått med hjälp av de filtrerade DEMs.
Efter detta generera maximala höjdkartor med flera radier. Filtrera de maximala höjdkartorna två gånger genom ett lågpassfilter med tre kärnor. Subtrahera den filtrerade tre meter DEM från de filtrerade maximala höjdkartor för att få en serie reliefkartor.
Extrahera en serie reliefvariabler till ett antal platser. Utför huvudkomponentanalys på reliefvariablerna för att omvandla relieferna till topografiska reliefkomponenter. Välj huvudkomponenter som förklarar mer än 90%-varians för reliefdatauppsättningen som de topografiska reliefmåtten.
Standardisera de sju reliefkartorna med hjälp av medelvärde och standardavvikelse. Skapa relief principal komponenter efter summan av den standardiserade topografisk lättnad viktad av motsvarande lastningar. Samtidigt som man skapar reliefmåttet är det viktigt att generera reliefbilder i olika rumslig skala för att begränsa osäkerheter i samband med det godtyckliga urvalet av radie, eftersom kontroller av lättnad på jordegenskaper kan påverkas av rumsliga skala av lättnad.
Välj ett antal åkermarksplatser som på ett tillfredsställande sätt kan representera studieområdets landskapsegenskaper och flera representativa småskaliga åkermarkar som kan tas i prov intensivt. Överför alla exempelplatskoordinaterna till ett kodbaserat geografiskt positioneringssystem, och lokalisera dem fysiskt i fältet. Därefter samla tre prover för varje provtagningsplats från det översta 30-centimeters jordskiktet med hjälp av en push-sond.
Registrera geografisk koordinatinformation för provtagningsplatserna med hjälp av det geografiska positioneringssystemet. Efter detta sikta jordprovet med en två-millimeters skärm. Väg jordproverna efter torkning.
Beräkna jordtätheten med hjälp av de totala provvolymerna vid provtagningsplatser och -vikter. Blanda de tre proverna från samma plats för att få ett sammansatt jordprov. Mala en 10-grams delprov av den siktade jorden till ett mycket fint pulver med en vals kvarn.
Nu, mäta marken totala kolhalten i rullen-fräst prov genom förbränning på en CN elemental analysator vid en temperatur på 1350 grader Celsius. Efter bakning jorden organiskt material i en ugn, uppskatta kalciumkarbonat kolhalt genom att analysera resterande kol. Placera de två millimeters siktade jordproverna i Marinelli-bägare och försegla dem.
Placera bägaren i detektorn, och mät cesiumkoncentrationen av varje prov genom gamma-ray-analys med hjälp av ett spektroskopisystem som tar emot ingångar från tre högrorkoaxiala germaniumkristaller i 8, 192-kanalsanalysatorer. Registrera cesiumkoncentrationens utgång. Slutligen beräkna jord omfördelningsgrad med hjälp av cesium inventering genom att tillämpa Mass Balance Model II i ett kalkylblad tilläggsprogram.
460 gröda fält platser valdes slumpmässigt att härleda topografisk information i Walnut Creek Watershed i Iowa. Resultat av korrelationsanalyser mellan topografiska mätvärden och markorganisk koltäthet, jordomfördelning presenteras här. Den topografisk väta index och storskaliga topografisk lättnad visade de högsta korrelationerna med densitet och jord omfördelning priser, respektive.
Rumsliga mönster av de två mätvärdena visade höga värden i depressional område och låga värden i sluttande och ås områden. Skillnader mellan de två mätvärdena inträffade dock i dikesområdena, där det topografiska väthetsindex uppvisade extremt höga värden, men värdena för storskalig topografisk relief var inte annorlunda än angränsande områden. Fem topografiska huvudkomponenter som valdes ut för att bygga topografibaserade modeller listas här.
Över 70 och 65%av variabilitet i markens organiska koltäthet och jordomfördelningshastigheter förklarades av den stegvisa vanliga minst kvadratiska regressionsmodellen med hela variabler, respektive. För modellerna med kollinärt kovariat borttaget var simuleringseffektivitet något lägre än den stegvisa minst kvadratiska regressionsmodellen med hela variablersmodell. För SPCR-modeller observeras liknande simuleringseffektivitet som den stegvisa minst kvadratiska regressionsmodellen med kollinärt kovariat borttaget.
Markomfördelningen och markens kartor över organisk koltäthet som genereras från SPCR-modeller visade på konsekventa mönster mellan modellsimuleringar och fältmätningar. Denna teknik banar väg för forskare inom jordbruksområdet att utforska jordomfördelning och organiska materialmönster vid vattendelare och regionala skalor. Tekniken skulle kunna förbättras med ytterligare förfining av ljus upptäckt och sträcker data och införande av ytterligare topografiska mått.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
