空间自相关性对冬小麦种植面积空间抽样效率的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王迪

作者： 王迪;仲格吉;张影;田甜;曾妍

作者机构：

关键词： 外推总体;误差分析;空间抽样;冬小麦;种植面积;GF-1卫星;空间自相关性;全局莫兰指数

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2021 年 003 期

页码： 188-197

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 空间抽样是实现区域农作物面积高效估算的重要手段,农作物分布受自然条件等因素影响普遍存在空间自相关性,但以往针对空间相关性对农作物面积抽样效率的影响研究明显不足。该研究选取安徽省凤台县为研究区,通过2017年4月4景GF-1全色多光谱影像（Panchromatic and Multispectral, PMS）与Google Earth高空间分辨率影像相结合提取研究区冬小麦。设计10种抽样单元尺度、3种抽样外推方法、2种相对允许误差和5种样本布局方式,构建多种冬小麦面积空间抽样方案。利用全局莫兰指数（global Moran’s index）评价不种尺度下抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度,分析空间自相关性对冬小麦面积抽样效率（抽样误差、样本容量和空间布局）的影响。研究结果表明,抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度随单元尺度的增大而减小,全局莫兰指数相应地由0.75降至0.50。无论在何种尺度下抽样单元内冬小麦面积比都呈显著的空间正相关性;抽样外推冬小麦面积总体的误差随空间自相关强度的减小呈先减小后明显增大的趋势。在10种抽样单元尺度中,当抽样单元尺度为2000m且抽样比为5%时,无论采用何种抽样方法外推总体的误差均为最小（简单随机抽样、系统和分层抽样外推总体的相对误差分别为17.94%、9.48%和1.82%）;当相对允许误差设计为5%时,简单随机抽样外推总体所需样本容量随空间自相关强度的降低从660降至56。而分层抽样的样本容量不受空间自相关性的影响;5种样本布局方式中,采用分层随机抽样方式外推冬小麦面积总体的平均相对误差、平均变异系数和均方根误差最小,分别为1.82%、3.19%和0.11×108 m2。该研究可为有空间自相关存在下的农作物面积空间抽样方案合理设计提供参考依据。

分类号： S512.11%S127

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