最佳取样计划估计景观制图关键词：统计学，全球估计，局部估计，抽样设计，土壤侵蚀，不确定性摘要：抽样设计的一个优化的目的，而不会失去必要在降低成本的空间信息和预期的估计和植被制图的精度。
这项研究集中于调查抽样设计，综合考虑在成本方面均情节和样本量和最佳的解决方案方差估计全球估计和当地景观的整体植被覆盖映射使用水土流失的管理。
阿地统计学方法的基础上发展区域化变量理论和比较经典的一个案例研究随机抽样方法，即最佳采样是专为评估和测绘植被覆盖。
成本是引入抽样设计条款的测量时间。
这种方法使得有可能寻求最佳的解决方案确定情节和样本大小给予所需的精度和允许调查的费用预算为本地及全球估计。
结果表明，地统计学方法更具成本效率比传统设计因为它占空间的变量依赖于抽样设计。
此外，情节的大小影响克立格法的标准误差估计的更为显着高于当地的样本大小，而更多的样本规模对全球的估计比不积尺寸精度。
引言土壤侵蚀，在美国通常是预测使用像经修订的通用土壤经验模型流失方程（RUSLE的）（勒纳尔等人。
1997年）。
在公式中，水土流失是一个六函数的输入包括降雨径流侵蚀力，土壤因子可蚀，坡长，坡度，地面和植被覆盖，支持实践。
该盖的因素是土壤流失面积率从指定覆盖，反映了地面效应和植被覆盖对土壤流失还原降雨和径流减少。
土壤侵蚀主要是既敏感地形和覆盖系数。
不过，后者是至关重要的监测土壤侵蚀，因为地形特点随着时间的相对稳定。
较大的地面和植被覆盖，较小的土壤流失。
准确定位覆盖对景观土壤侵蚀的管理目的要求无偏估计不仅应提供为跨大区，而且对全球的估计景观上的任何位置。
此外，抽样应符合成本效益的，也就是说，一个采样设计应提供尽可能多的信息可能在一个最低的成本。
最佳采样设计是确定适当的依赖样本量的大小和情节时，地面数据收集成本预算给予调查和理想的估计精度。
给出的最优样本量的大小是定义一个阴谋作为样本的大小，尽量减少成本给予理想的估计精度，但确切最低损失情况尚不清楚。
精度和情节相关的成本的大小和样本大小。
该理想的精确度可以达到每具体个案，组合的数量之间样本的大小和情节大小（Arvanitis1967年和奥里根;辛格和Chandhary1986年）。
在一般来说，较大的样本量和较大的样地将导致更高的精度。
但是，这将导致成本增加。
问题因此成为如何确定适当的组合情节大小和样本大小。
许多作者研究了测定情节大小合适的尺寸和最佳范例天然资源清查（Mesavage和Grosenbaugh1956年，亨德里克斯1956; Wiegert1962;奥里根和Arvanitis1966年，王等人。
2001年b，c）项。
例如，亨德里克斯（1956）发现，变异通常随更大的地皮大小。
然后，他开发了一种方法来确定最佳小区面积的斜坡上的绝对价值为基础作为一个对数的方差回归线函数的对数的情节大小，以及的金钱和时间花费抽样比例对比情节大小。
Wiegert（1962）提出，首要的情节因素的最优规模决定和形状是相对的可变性和相对成本。
情节大小和形状时，可以选择的产品相对变率和相对成本最小。
此外，柯伦和威廉姆森（1986）讨论样本大小之间的平衡和采样在错误的地点在一个图像水平地面数据时，获得和使用校准和确定的精确度远程遥感数据和相应的产品。
传统上，确定样本的大小和情节给予所需的精度是基于一个变化变简单随机抽样。
的基础传统方法是一个假设，即有不能样地之间的空间相关性。
最近的研究并不支持这一假设。
另外，结果得到了地统计学方法倾向于支持一个区域化变量理论认为，一个变量的数据是相似的，当他们发出的指示接近对方，成为具有相似的增长疲软数据之间的间隔距离，最后消失在远处，这就是所谓最高范围的空间变异。
这个空间特征样本数据的空间变异性也被称为或依赖。
忽略了空间依赖可能导致更高的成本或更大不确定性的抽样设计及估计。
该方差估计届时的偏颇。
80年代以来，许多学者已应用区域化变量理论及Kriging算法在抽样设计（Burgess等人统计学。
1981年McBratney和韦伯斯特1981年，1983年; McBratney等。
1981年，奥利1984; Yfantis等。
1987年韦伯斯特等人。
1989年; Arvanitis和Reich 1991年，阿特金森1991;麦奎尔等人。
1993年;英格伦和Heravi1995年）。
克里格可能导致与最小误差方差的无偏估计任何未知位置或研究区块内区，而仅误差方差取决于在一个半方差衡量的空间变异性一个变量，因此，在配置在关系到观测场点或块估计之间的距离和他们。
误差方差不依赖于样本数据本身。
一旦半方差函数是已知的，例如，通过进行试验样品或使用现有的数据集，估计抽样误差为任何设计方差可计算之前进行采样。
另外，由于所需的精度要求（允许最大误差方差），采样计划才能确定。
在一般情况下，这些方法侧重于估计方差最小化，以确定理想采样模式的情节位置而言整个景观，并尽量减少样品规模需要达到特定的最高水平错误。
McBratney和韦伯斯特（1981年），McBratney 等。
（1981），伯吉斯等。
（1981年）制定的对本地估计抽样方法需要对土壤属性的映射，并表示两假设：一个标准的最大错误克立金插值估计是合理的措施最优的抽样计划;和空间依赖表现在以下方面定量半方差。
韦伯斯特等人。
（1989）应用这反映方法取样和smapping辐射。
地统计学方法以上根据样地系统的位置整个景观，以确保这个邻国据采样点的一个重要性能是从一个固定的样本大小和研究领域的实际，从而最大限度地减少信息的重复（柯伦1988年）。
不同的取样方式，通常包括等边三角形，正方形，并定期六边形，也算是对这些系统样品。
一般来说，一个等边采样三角形是最好的，那么正方形和正六边形（McBratney等1981;。
韦伯斯特等人1989年。
）。
Yfantis等。
（1987）进一步比较的效率三个采样模式，以及相同的结论鉴于获得的金块方差一个半方差小于总量的90％方差。
如果金块效果大于90％总方差和采样密度较大超过85％的空间变异范围，然后正六边形是最好的。
此外，一个研究领域的全球估计估计是当地平均水平。
然而，全局误差方差不能直接推导总结本地的差异，因为他们不由于使用了独立的公共数据的估计或相邻的点变异块。
这意味着，确定样本量全球估计是从确定不同样本大小为本地映射。
对于抽样设计用于全局估计，McBratney和韦伯斯特（1983）开发了一种方法，其中每个观察被用来估计的平均值基于泰森多边形，一个误差方差是计算在每个社区观测点，当时的差异汇集，形成了全球性差异。
阿特金森（1991年）用同样的方法来设计最优地面为基础的抽样估算平均值归一化植被指数从地基辐射计，它的封面和大麦生物量。
本文将展示一个方法调查在设计方面的最佳采样成本效益的基础上区域化变量理论与估算当地Kriging估值和全球覆盖所需的经营宗旨土壤侵蚀。
这里的重点将是整体植被覆盖度，虽然结果适用于地面覆盖。
它介绍了空间植被覆盖变化为估计方差的大小和情节的任何组合样本大小。
地积大小的关系样本大小与空间变异性和差异估计建造和使用制定成本函数。
此外，特定的目的是评估现有的效率分层随机抽样由美国陆军土地使用的设计在状态趋势分析方案的案例研究面积，提供建议的目的就潜在的未来优化采样设计。
研究区域和数据集研究区位于八七八九〇公顷组成在得克萨斯州胡德堡，那里的气候特点是通过长期，短期温和夏季炎热，冬天。
平均气温在8？C在元月至29？C在七月。
年平均降水量为81厘米。
在胡德堡高程范围从180米到375米以上海平面。
大多数斜坡在超过45％的2-5％的范围内有斜坡在东部的一部分。
土壤深度浅到深，适度粘土，石灰石伏基岩。
有在研究区共25个土壤类型（王等。
2001年a）。
所有土壤类型的有机物质不到4％的内容，是所有排水良好。
占主导地位的土壤类型布拉凯特- Topsey联想，多斯实时复杂，Eckrant岩露头复杂，实时岩石露头复杂。
这些都是旱地土壤和石灰岩形成;石灰石，泥灰岩和石灰岩和页岩。
三共显性土壤类型是非常纳夫斯托尼粉质粘壤土低脊，埃文特粉质粘土上高地，并于terrances克鲁姆粉质粘土。
该四个主体，三个共显性占领土83.4％的土地面积的胡德堡。
胡德堡在于跨伯斯和草原植被面积。
橡树林地桧主宰东胡德堡。
西部和南部的部分胡德堡是热带草原的类型和支配中旬草，小白羊，种子和高大下降德克萨斯州的活橡树分散莫茨冬季草和橡木桧。
中部胡德堡的混合物萨凡纳的类型和橡木桧林。
一个抽样设计和现场进行了调查据一位土地条件趋势分析（LCTA）绘制存货领域的协议。
LCTA方案是作为一种手段，关于军事库存和监测自然资源安装（Tazik等。
1992年）。
LCTA使用标准的方法来收集和分析自然资源数据，是陆军的标准土地调查和监测。
对于胡德堡LCTA，现场的现货图像过时，88年9月11日，被收购和图像进行几何纠正，就使用通用横轴墨卡托投影地面控制点。
无监督的图像分类导致植被16类，并覆盖在土壤类型图，导致他们在23层。
较小的地层聚集，导致在总共19层。
191个小区，每个总100·6平方米，随机位于每个阶层地层面积成正比（沃伦等。
1990年）。
在每191个地块，中心位于100米样。
的抽样数量地点是放在平等的间隔时间1米，沿每个样。
在每个取样位置，空中篷盖被记录在1989年春季和夏季（Diersing等。
1992年）。
每个样带和沿0米，段开始（此后，将被称为小区面积）的k\10米（金=1,2,3，...，10）成立时，给予不同长度尺寸是介于10至100米共10个小区的大小进行研究。
种树冠百分比盖当时确定了每一个情节，并用于分析。
此外，旅游信息，情节安装程序，并在时间上测量了记录，并用于开发成本调查功能。
获取和安装时间就占与人为驾驶，行走时，和情节设置。
上网时间被定义为工时测量样线。
所有的时间分别为调整船员大小。
船员大小从二五技术员。
由于现场人员并不总是在胡德堡，驾驶单独的活动，走着，情节设置时间相结合。
方法本地估计抽样设计，景观映射对于191 LCTA田间小区，假定环Z（u）是一植被覆盖定义在随机函数ü位置在二维空间，并假设在研究区（胡德堡所有），在总为n（n=191）已获得的观测的Z（UA）的值（=1,2，...，N）的。
在统计学，克立格法提供了可能性估计本地化的未知点，块，并从中其误差方差基于空间变异性植被覆盖。
它被认为是变现一个随机过程（Journel和Huijbregts1978年）。
设Z（美）=压+电子（美），其中MV是Z的当地平均在当地的五区，也就是为所有所有ué{环Z（美）} = mV时，和E（U）和一个具有零随机函数的意思。
据内在的平稳性假设，实验变异函数的C（H）总结的空间依赖，可以计算为：其中H是分离向量，或者滞后的距离发出的指示时，N（h）是成对的所有设置欧氏距离，环Z（UA）和环Z（尿酸+高）是数据在UA的空间位置值和变量Z尿酸+ h分别。
