基于随机森林的县域土壤有机碳密度及储量估算

摘要

采用2009年云南省玉龙县土壤调查数据,基于土壤类型法将所测样点的土壤有机质含量转换为有机碳密度,经克里金插值进行空间化,再以2009年landsat7-Level2影像及SRTM 90 m数字高程模型数据为基础,提取归一化植被指数、亮度、绿度、湿度、坡度、坡向、曲率等与土壤有机碳形成密切相关的解释变量;通过随机森林模型模拟土壤有机碳密度及其空间分布,基于有机碳密度估算出0～20 cm表层土壤的有机碳总储量,并对两种模拟结果进行误差分析.结果显示:克里金和随机森林的估算结果分别为2.4×108和1.7×108 t,均方根误差分别为20.77和14.11,普通克里金插值误差较大,且对采样点数量及空间分布有较强的依赖性;随机森林模型不仅能处理高维数据,还能给出多个变量的重要性,估算结果精度更高,也更接近区域实际情况,对小尺度的细节表现更佳,适于地形复杂且样点有限的县域土壤有机碳密度及其储量的估算.