圖斑賦值原理及實現土地質量地球化學評價全國土地質量地球化學調查技術標準培訓“三因素”賦值原理目錄為什么要對圖斑賦值常規賦值方法與流程GeoAgri軟件實現流程1234存在問題與展望501PARTONE為什么要對圖斑賦值圖斑是土地質量地球化學評價的最小評價單元-客觀上由于通行及自然條件，及調查經費等原因，地球化學調查采樣點數受到限制，一個工作區內的采樣點數與評價圖斑數不相等，通常采樣點數少于評價圖斑數（局部亦有一個圖斑有數個采樣點對應的情況）1為什么要對圖斑賦值1為什么要對圖斑賦值一定采樣密度下，采樣樣品在區域上的的不完全均一化分布，總會留下一些空白圖斑-為使平面上隨機分布的區域地球化學量變值在每一個圖斑都有明確的量值反映，需對空白圖斑進行元素含量賦值圖斑的元素含量，是進行土地質量地球化學評價的數據基礎

-如何利用現有不能包括每個個體區塊的樣品分析數據，發掘出空白區塊的元素信息，從而評估整個區域一直是地球化學工作者在探索及亟待解決的技術問題1為什么要對圖斑賦值02PARTTWO常規賦值方法與流程采樣點賦元素屬性2常規賦值流程生成地球化學圖采樣點與圖斑疊加導出Label點屬性數據Label點與地球化學圖疊加生成空白圖斑Label點計算元素最大值與平均值元素值導入Label點Label點與采樣點合并采樣點與圖斑疊加完成圖斑賦值2常規圖斑賦值方法Step1首先對采樣點進行三角化插值處理，并結合GIS軟件的DTM分析功能，生成地球化學圖2常規圖斑賦值方法Step2采樣點與土地圖斑進行空間疊加相減分析，從而得到需要賦值的圖斑空白區2常規圖斑賦值方法Step3對需要賦值的圖斑空白區提取Label點文件，為進一步的處理做好數據準備2常規圖斑賦值方法Step4Label點與地球化學圖做空間疊加相交分析，使每個Label點都具有元素值2常規圖斑賦值方法123導入點數據將計算后的元素數據導入到Label點計算數據對導出的數據計算最大值、平均值導出點數據將Label點的元素數據導出Step5對Label點的元素值進行計算和處理2常規圖斑賦值方法Step6利用第三方軟件工具，將經過計算后的Label點與土地圖斑圖做空間疊加相并分析，從而完成圖斑的賦值2常規賦值方法的不足常規的圖斑賦值主要技術方法是等值線法和距離加權平均法，兩種方法均是采用分析數據的單一因素直接模擬的數據處理方法-等值線法獲取的是不規則區域內的化學元素含量變化趨勢，反映的是數據空間單一分布特點-距離加權法雖能獲得待處理不規則區域的化學元素含量值，僅簡單考慮空間距離的遠近，沒有考慮影響化學元素含量的其它重要因素03PARTTHREE圖斑“三因素”賦值原理3圖斑“三因素”賦值原理圖斑“三因素”賦值是對土地質量地球化學評價的理論和方法創新-圖斑“三因素”賦值是湖北省地質調查院農業地質技術團隊，根據中國地質大學楊忠芳教授與中國地質科學院成杭新教授的總體規劃方案，結合湖北省農業地質工作的技術特點，為金土地項目的數據處理于2014的首先提出－該理論綜合考慮地質背景、土壤分布類型、土地利用現狀三者之間的聯系因素，使平面上隨機分布的區域地球化學量變值在每一個圖斑都有更準確的量值反映，目的是更好拓展地球化學數據服務與應用領域3圖斑“三因素”賦值原理圖斑“三因素”賦值主要采用與環境因素相結合的模擬處理方法-利用相鄰采樣點數據與土地利用現狀、土壤類型、地質背景的相似性，綜合模擬空白圖斑地球化學數據-建立采樣點與土地利用現狀、土壤類型、地質背景三種圖件的模擬關系開展空間分析-建立數學模型和GIS數據模型，利用計算機算法自動化處理土壤資源與環境區塊地球化學數據地質成因土壤分布利用現狀元素含量與土壤母體之間的關系元素含量與土壤分布類型之間的關系元素含量與土地利用類型之間的關系地質成因土壤分布利用現狀3“三因素”賦值原理3“三因素”賦值原理Step11、待賦值的不規則區域，設為PL，其中假定有n個待賦值的多邊形，其中任意一個待賦值的多邊形設為PLi2、地球化學元素采樣點集合，設為PT，該點集合要素呈離散分布，其中任意一個采樣點設為PTi3“三因素”賦值原理Step21、地球化學元素含量最重要影響因素，設為土地利用因素PLU，PLU由多邊形要素組成2、地球化學元素含量次重要影響因素，設為土壤類型因素PS，PS由多邊形要素組成3、地球化學元素含量第三影響因素，設為地質條件PG，PG由多邊形要素組成土地利用現狀地質成因土壤類型3“三因素”賦值原理Step31、PLi首先與PT做空間疊置分析，獲取PLi范圍內的地球化學采樣點的集合SPT12、判斷SPT1是否為空集：若不為空，則取SPT1中化學元素含量的極大值或者平均值作為PLi范圍內的化學元素值3、若為空，則進行后續處理3“三因素”賦值原理Step41、對PLi以r0為半徑做緩沖區分析，獲得PLi的緩沖區PLBi，PLBi與PT做空間疊置分析，獲取落入PLBi范圍內的采樣點的集合SPT22、如果SPT2為空集，則搜索半徑在r0的基礎上每次擴大Δr，再次做緩沖區分析、空間疊置分析，直至SPT2不為空，或者超過最大半徑rmaxPLi3“三因素”賦值原理Step5設SPT2中共有m個點，逐一取SPT2集合中的每個點SPTl，分別與PLU、PS、PG做點對多邊形的空間疊置分析，獲得SPTl所在的PLU類型為SPTl-PLU，PS類型為SPTl-PS，PG類型為SPTl-PG3“三因素”賦值原理Step6PLi分別與PLU、PS、PG做多邊形對多邊形的空間疊置分析，獲取PLi范圍內的PLU的類型集合SPLUi、PS的類型集合SPSi、PG的類型集合SPGi3“三因素”賦值原理SPLUiSPSiSPGi集合SPTl-Px∈∈∈R1SPTl-Px∈∈?R2SPTl-Px∈?∈R3SPTl-Px?∈∈R4SPTl-Px∈??R5SPTl-Px?∈?R6SPTl-Px???RNULLSPTl-Px??∈R7Step71、判斷SPTl-PLU，SPTl-PS，SPTl-PG是否屬于集合SPLUi、SPSi、SPGi，可以得到七種組合，然后分別將SPTl加入優先點集2、如果七個集合均為空集，則視SPT2為空集，則加大緩沖半徑繼續搜索Step81、依次判斷SPTR1—SPTR7是否為空集，當某一集合不為空集時，則取該集合中各化學元素采樣點的算術平均值，作為PLi的化學元素值3“三因素”賦值原理R3R1R2R7……優先級—高優先級—低3“三因素”賦值原理“三因素”賦值的優點主要體現在：-綜合了非量化的土地利用單元、土地類型單元、地質單元三因素與化學元素值之間的聯系-與等值線法相比，采用“三因素”處理后的每一個不規則區域均能獲得一個明確的化學元素數據值，該元素值與相鄰的區域的元素不再呈現簡單的線性變化-與距離加權平均法相比，經過“三因素”處理所獲取的不規則區域在指定半徑的緩沖區范圍內的采樣點與該區域具有最大的相似度，因此其化學元素含量值具有最大的相似性，該值具有更高的準確性和可信度04PARTFOURGeoAgri軟件實現流程4GeoAgri軟件實現流程以“三因素”賦值原理作為理論基礎，開發了GeoAgri軟件-根據“三因素”的主要思想，建立數據綜合處理的數學模型和GIS數據模型，利用現有的軟件和GIS平臺，設計出一套完整的、可實現的算法-開發的GeoAgri軟件，能夠完整模擬“三因素”賦值流程，實現圖斑與采樣點、土地利用現狀、土壤類型、地質背景的空間數據處理和分析4GeoAgri軟件實現流程GeoAgri軟件以MapGIS為GIS平臺，利用其開發組件二次開發而成-GeoAgri軟件利用現有MapGIS平臺，所有待處理數據無需經過格式轉換，部分內容可以自定義，減少地質技術人員工作量，提升工作效率-GeoAgri軟件操作無需人工參與，全程自動化批處理所有圖層、元素，實現一次性對所有圖斑進行賦值，速度快且數據準確性高4GeoAgri軟件實現流程GeoAgri軟件界面4GeoAgri軟件實現流程采樣點數據準備1、文件格式：MapGIS點文件（*.WT）2、屬性結構中包含<元素名稱>字段及元素測試數值，字段名稱可以按照地調局技術規范命名，也可以自定義名稱3、為了輸入的便利性，<元素名稱>字段類型可定義為字符串型采樣點文件4GeoAgri軟件實現流程土地利用類型數據準備1、文件格式：MapGIS區文件（*.WP）2、屬性結構中必須包含<DLMC>字段，用以記錄土地的利用現狀3、<DLMC>字段內容可以按照地調局技術規范填寫，也可以自定義，但全圖必須統一土地利用類型4GeoAgri軟件實現流程1、文件格式：MapGIS區文件（*.WP）2、屬性結構中必須包含<TRTYPE>字段，用以記錄土壤的類型代碼3、<TRTYPE>字段內容可以按照地調局技術規范填寫，也可以自定義，但全圖必須統一土壤類型土壤類型數據準備1、文件格式：MapGIS區文件（*.WP）2、屬性結構中必須包含<DSO>字段，用以記錄地層代碼3、<DSO>字段內容可以按照地調局技術規范填寫，也可以自定義，但全圖必須統一地層分區4GeoAgri軟件實現流程地層分區（地質背景）數據準備4GeoAgri軟件實現流程05PARTFIVE存在問題與展望5存在問題與展望“三因素”賦值原理還需要不斷擴展、逐步完善

-“三因素”賦值原理是對農業地質工作的一種理論研究成果，是對地球化學質量評價的方法創新，只有不斷的通過實踐、修改、比較、補充，再實踐的過程，才能使該理論方法不斷完善，更好的為農業地質工作服務-“三因素”賦值方案在湖北地調院的金土地項目中部分工作區中應用，由于時間緊迫尚未在全部工作區廣泛應用5存在問題與展望在應用中，部分專家和技術人員對“三因素”賦值方法提出修改建議

-通過緩沖區方式搜索到的有效采樣點，能否將取其平均值修改為按照采樣點到圖斑的距離取加權平均值？-在緩沖區搜索中，最大搜索半徑和步長如何確定？