土壤采样点确定方法及装置与流程

本发明涉及土壤科学技术，具体而言，涉及一种土壤采样点确定方法及装置。

背景技术：

确定土壤采样点是获取土壤物理和化学特性的重要技术手段。目前，通常采用网格化方法确定土壤采样点，其在空间插值分析及其他统计学方法中较常用。

在土壤采样实践中，常常需要根据采样经费在指定范围内设计指定数量的土壤采样点，但由于采样区域形状的不规则特性，导致很难准确确定采样网格点的间距。目前，通常通过粗略估计网格点间距方式初步生成采样网格点，然后在根据采样区形状及落入采样区中采样点网格的数量，进行手工调整部分采样点网格位置、补充或删除部分采样点网格，从而生成指定数量或近似指定数量的采样点网格。但该方法效率低，需要大量手工操作，生成的采样网格点间距也不能完全相等，无法实现采样点网格的自动化生成。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种土壤采样点确定方法及装置，能够实现指定范围内自动确定指定数量的土壤采样点，且保证各土壤采样点网格间的间距严格相等，提高了土壤采样布点的效率。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一方面，提供了一种土壤采样点确定方法，包括：确定土壤采样区；根据所述土壤采样区的面积及指定的采样点数量，确定所述土壤采样区的初始土壤采样点间距；根据所述初始土壤采样点间距，将所述土壤采样区转换为栅格数据，并确定当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量；根据当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量，调整当前所述土壤采样区栅格的尺寸，以使调整后的所述土壤采样区栅格的有效栅格数量与所述采样点数量相等或者所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于一预设的差值阈值；以及根据所述调整后的所述土壤采样区栅格，确定所述土壤采样区的各土壤采样点。

根据本发明的一实施方式，所述土壤采样区包括至少一块不规则采样区。

根据本发明的一实施方式，确定土壤采样区包括：根据一地理信息系统获取所述土壤采样区的矢量地理信息数据。

根据本发明的一实施方式，所述初始土壤采样点间距根据下述公式计算：

$D\_CellSize=\sqrt{S\_Area/P\_Count};$

其中，S_Area为根据所述土壤采样区的矢量地理信息数据计算出的所述土壤采样区的面积，P_Count为所述采样点数量，D_CellSize为所述初始土壤采样点间距。

根据本发明的一实施方式，根据当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量，调整当前所述土壤采样区栅格的尺寸，以使调整后的所述土壤采样区栅格的有效栅格数量与所述采样点数量相等或者所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于一预设的差值阈值包括：步骤a，比较当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量和所述采样点数量，如果当前所述有效栅格数量与所述采样点数量相等或当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于所述差值阈值，则执行步骤b；否则，执行步骤c；步骤b，确定当前所述土壤采样区栅格为调整后的所述土壤采样区栅格；步骤c，如果当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值，则增大当前所述土壤采样区栅格的尺寸；如果当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值，则减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸；所述增大或减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸的调整尺寸根据下述公式计算：

CellSize_change＝sign(T_Count-P_Count)*Step_Change；

其中，CellSize_change为所述调整尺寸，P_Count为所述采样点数量，CellSize为当前所述土壤采样区栅格的尺寸，T_Count为当前所述有效栅格数量，Step_Change为一预设的调整步长；以及

步骤d，根据调整后的所述土壤采样区栅格的尺寸，确定新的所述土壤采样区栅格，并设置所述新的所述土壤采样区栅格为当前所述土壤采样区栅格，再次执行步骤b；

根据本发明的一实施方式，根据所述调整后的所述土壤采样区栅格，确定所述土壤采样区的各土壤采样点包括：将所述调整后的所述土壤采样区栅格转换为矢量地理信息数据，其中每个栅格的中心位置坐标为所述土壤采样区的各土壤采样点在所述矢量地理信息数据中的坐标。

根据本发明的另一方面，提供一种土壤采样点确定装置，包括：采样区确定模块，用于确定土壤采样区；间距确定模块，用于根据所述土壤采样区的面积及指定的采样点数量，确定所述土壤采样区的初始土壤采样点间距；初始栅格确定模块，用于根据所述初始土壤采样点间距，将所述土壤采样区转换为栅格数据，并确定当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量；栅格调整模块，用于根据当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量，调整当前所述土壤采样区栅格的尺寸，以使调整后的所述土壤采样区栅格的有效栅格数量与所述采样点数量相等或者所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于一预设的差值阈值；以及采样点确定模块，用于根据所述调整后的所述土壤采样区栅格，确定所述土壤采样区的各土壤采样点。

根据本发明的一实施方式，所述土壤采样区包括至少一块不规则采样区。

根据本发明的一实施方式，所述栅格调整模块包括：数量比较子模块，用于比较当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量和所述采样点数量；栅格确定子模块，用于当所述数量比较子模块比较当前有效栅格数量与所述采样点数量相等或当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于所述差值阈值时，确定当前所述土壤采样区栅格为调整后的所述土壤采样区栅格；间距调整子模块，用于当所述数量比较子模块比较当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值时，增大当前所述土壤采样区栅格的尺寸；或者当所述数量比较子模块比较当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值时，减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸；所述增大或减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸的调整尺寸根据下述公式计算：

CellSize_change＝sign(T_Count-P_Count)*Step_Change；

其中，CellSize_change为所述调整尺寸，P_Count为所述采样点数量，CellSize为当前所述土壤采样区栅格的尺寸，T_Count为当前所述有效栅格数量，Step_Change为一预设的调整步长；以及

新栅格确定子模块，用于根据调整后的所述土壤采样区栅格的尺寸，确定新的所述土壤采样区栅格，并设置所述新的所述土壤采样区栅格为当前所述土壤采样区栅格。

根据本发明的一实施方式，所述采样点确定模块包括：栅格数据转换子模块，用于将所述调整后的所述土壤采样区栅格转换为矢量地理信息数据，其中每个栅格的中心位置坐标为所述土壤采样区的各土壤采样点在所述矢量地理信息数据中的坐标

根据本发明的土壤采样点确定方法，可以实现在指定范围内自动生成指定数量的土壤采样点网格，且各网格之间的间距严格相等，大大提高了土壤采样布点的效率。此外，本发明提供的土壤采样点确定方法还适用于不规则采样区，解决了现有技术中对于不规则采样区设置指定采样点而产生的需要大量手工操作及各采样点间间距不相等的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种土壤采样点确定方法的流程图。

图2是根据一示例性实施方式示出的另一种土壤采样点确定方法的流程图。

图3A是根据一示例示出的土壤采样区的示意图。

图3B是根据一示例示出的土壤采样区初始采样点栅格的分布示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的一种土壤采样点确定装置的框图。

图5是根据一示例性实施方式示出的另一种土壤采样点确定装置的框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种土壤采样点确定方法的流程图。如图1所示，土壤采样点确定方法10包括：

在步骤S102中，确定土壤采样区。

该土壤采样区可以包括至少一块不规则采样区。

在步骤S104中，根据土壤采样区的面积及指定的采样点数量，确定初始土壤采样点间距。

在步骤S106中，以指定栅格尺寸大小，将土壤采样区转换为栅格数据。

初次运行步骤S106时，以步骤S104确定的初始土壤采样点间距作为本步骤中所指的“指定栅格尺寸大小”。

在步骤S108中，确定当前土壤采样区栅格的有效栅格数量。

在步骤S110中，根据当前土壤采样区栅格的有效栅格数量，调整当前栅格尺寸大小，以使调整后栅格尺寸生成的采样区栅格数据的有效栅格数量与指定的采样点数量更加接近或者相等。

其中接近例如是指有效栅格数量与采样点数量的差值小于一指定的差值阈值。

在步骤S112中，根据调整后采样点栅格，确定该土壤采样区的土壤采样点。

步骤S106、步骤S108和步骤S110可能需要重复多次，直到实际布置的采样点数与指定的采样点数量一致，或者二者之差小于上述指定的差值阈值。

本发明提供的土壤采样点确定方法，可以实现在指定范围内自动生成指定数量的土壤采样点网格，且各网格之间的间距严格相等，大大提高了土壤采样布点的效率。此外，本发明提供的土壤采样点确定方法还适用于不规则采样区，解决了现有技术中对于不规则采样区设置指定采样点而产生的需要大量手工操作及各采样点间间距不相等的问题。

应清楚地理解，本发明描述了如何形成和使用特定示例，但本发明的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本发明公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施方式。

图2是根据一示例性实施方式示出的另一种土壤采样点确定方法的流程图。如图2所示，土壤采样点确定方法20包括：

在步骤S202中，根据地理信息系统获取的地理信息，确定土壤采样区。

在本实施方式中，可根据地理信息系统中的数据获取土壤采样区的地理信息，其中获取到的土壤采样区的地理信息为矢量数据。

图3A是根据一示例示出的土壤采样区的示意图。如图3A所示，土壤采样区A(图中阴影部分)包括至少一块不规则采样区A1-A3。

在步骤S204中，确定土壤采样区的面积。

根据从地理信息系统中获取的土壤采样区的矢量地理信息，计算该土壤采样区的面积。

在步骤S206中，根据确定的土壤采样区的面积及指定的采样点数量，确定初始土壤采样点的间距。

例如，假设确定的土壤采样区的面积为S_Area，指定的采样点数量为P_Count，则可以确定初始土壤采样点的间距：

$D\_CellSize=\sqrt{S\_Area/P\_Count}.$

在步骤S208中，根据指定的栅格尺寸值(记为CellSize)，将土壤采样区的矢量数据地理信息转换为栅格边长为CellSize的栅格数据，从而确定土壤采样区范围内初始采样点栅格的分布。

需要注意的是矢量数据转换为栅格数据时，应该确保栅格中心点落在矢量数据内部。第一次运行步骤S208时CellSize取值为步骤S206中确定初始土壤采样点间距D_CellSize。

图3B是根据一示例示出的土壤采样区初始采样点栅格的分布示意图。如图3B所示，其中包含点“·”的栅格为土壤采样区矢量数据转换生成的栅格数据，其中“·”为采样区栅格的中心点，其他则为非采样区栅格。非采样区栅格一般表示为“无数据栅格”或无效栅格。因此按采样点间距CellSize由采样区矢量数据转换生成的有效栅格数量，即为间距为CellSize的栅格采样布点的数量，“·”的位置为栅格采样点的位置。

在步骤S210中，统计步骤S208中生成的有效栅格的数量，记为T_Count，该数量即为初始采样点栅格点数量。

在步骤S212中，根据步骤S210中计算得到的T_Count，调整当前土壤采样区栅格的尺寸大小，以使得调整后有效栅格的数量相较于调整前，与指定的采样点数量更加接近，或者使得调整后有效栅格的数量等于指定的采样点数量。

例如，比较当前有效栅格的数量与指定的采样点数量，如果当前有效栅格的数量大于指定的采样点数量，则增大当前栅格的尺寸，如果当前有效栅格的数量小于指定的采样点数量，则减小当前栅格的尺寸。栅格尺寸的调整尺寸CellSize_change例如可以为：

CellSize_change＝sign(T_Count-P_Count)*Step_Change

其中T_Count为步骤S210中取得的栅格尺寸为CellSize时生成的栅格采样点数量；sign(T_Count-P_Count)为一个判断函数，T_Count-P_Count大于零时，该函数取值为1，当T_Count-P_Count小于零时，该函数取值为-1，当T_Count-P_Count等于零时，该函数取值为0；Step_Change为一预设的调整步长，其长度可以根据实际需求进行设置，本发明不以此为限。

调整后的栅格尺寸CellSize等于当前栅格尺寸加CellSize_change。

重复执行S208到步骤S212，直到当前有效栅格的数量等于指定的采样点数量，或者当前有效栅格的数量与指定采样点数量之差小于预设的差值阈值，停止上述调整操作，并生成符合数量要求的采样区栅格数据。

在步骤S214中，根据符合数量要求的采样区栅格数据，确定该土壤采样区的土壤采样点。

在停止重复S208到步骤S212后，生成的土壤采样区栅格数据，该栅格数据的有效栅格数量与指定的采样点数量相等，或者二者差值小于一个上述指定的差值阈值。

再根据该栅格数据，确定出最终的土壤采样区的各土壤采样点。

具体地，将上述栅格数据重新转换为矢量点数据，其中每个栅格的中心位置坐标所对应的点即为土壤采样区的各土壤采样点。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分步骤被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明提供的上述方法所限定的上述功能。所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施方式的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

图4是根据一示例性实施方式示出的一种土壤采样点确定装置的框图。如图4所示，土壤采样点确定装置30包括：采样区确定模块302、间距确定模块304、初始栅格确定模块306、栅格调整模块308以及采样点确定模块310。

其中，采样区确定模块302用于确定土壤采样区。

该土壤采样区例如可以包括如图3A所示的至少一块不规则采样区。

间距确定模块304用于根据所述土壤采样区的面积及指定的采样点数量，确定所述土壤采样区的初始土壤采样点间距。

所述初始土壤采样点间距可以根据下述公式计算：

$D\_CellSize=\sqrt{S\_Area/P\_Count};$

其中，S_Area为根据所述土壤采样区的矢量地理信息数据计算出的所述土壤采样区的面积，P_Count为所述采样点数量，D_CellSize为所述初始土壤采样点间距。

初始栅格确定模块306用于根据所述初始土壤采样点间距，将所述土壤采样区转换为栅格数据，并确定当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量。

栅格调整模块308用于根据当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量，调整当前所述土壤采样区栅格的尺寸，以使调整后的所述土壤采样区栅格的有效栅格数量与所述采样点数量相等或者所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于一预设的差值阈值。

采样点确定模块310用于根据所述调整后的所述土壤采样区栅格，确定所述土壤采样区的各土壤采样点。

本发明提供的土壤采样点确定装置，可以实现在指定范围内自动生成指定数量的土壤采样点栅格，且各栅格之间的间距严格相等，大大提高了土壤采样布点的效率。此外，本发明提供的土壤采样点确定方法还适用于不规则采样区，解决了现有技术中对于不规则采样区设置指定采样点而产生的需要大量手工操作及各采样点间间距不相等的问题。

图5是根据一示例性实施方式示出的另一种土壤采样点确定装置的框图。如图5所示，土壤采样点确定装置40与图4所示的土壤采样点确定装置30不同之处在于：

采样区确定模块302可以包括：矢量数据获取子模块3022用于根据一地理信息系统获取所述土壤采样区的矢量地理信息数据。

栅格调整模块308可以包括：数量比较子模块3084、栅格确定子模块3086、间距调整子模块3088以及新栅格确定子模块3090。

其中，数量比较子模块3084用于比较当前所述土壤采样区栅格的有效栅格数量和所述采样点数量；

栅格确定子模块3086用于当所述数量比较子模块比较当前有效栅格数量与所述采样点数量相等或当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值小于所述差值阈值时，确定当前所述土壤采样区栅格为调整后的所述土壤采样区栅格。

间距调整子模块3088用于当数量比较子模块3084比较当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量大于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值时，增大当前所述土壤采样区栅格的尺寸；或者当所述数量比较子模块比较当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量，或者当前所述有效栅格数量小于所述采样点数量且当前所述有效栅格数量与所述采样点数量的差值大于所述差值阈值时，减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸；所述增大或减小当前所述土壤采样区栅格的尺寸的调整尺寸根据下述公式计算：

CellSize_change＝sign(T_Count-P_Count)*Step_Change

其中CellSize_change为所述调整尺寸，P_Count为所述采样点数量，CellSize为当前所述土壤采样区栅格的尺寸，T_Count为当前所述有效栅格数量，Step_Change为一预设的调整步长。新栅格确定子模块3090用于根据调整后的所述土壤采样区栅格的尺寸，确定新的所述土壤采样区栅格，并设置所述新的所述土壤采样区栅格为当前所述土壤采样区栅格。

采样点确定模块310可以包括：栅格数据转换子模块3102，用于将所述调整后的所述土壤采样区栅格转换为矢量地理信息数据，其中每个栅格的中心位置坐标为所述土壤采样区的各土壤采样点在所述矢量地理信息数据中的坐标。

需要注意的是，上述附图中所示的框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。