农业机械学报

作者：郭交，朱哲，项诗雨，邝晓飞，尉鹏亮

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：土壤耕作层;土壤含水率;协同克里金;遥感反演;极端梯度提升

基金：陕西省重点研发计划项目(2024NC-ZDCYL-05-02)

土壤耕作层是作物生长发育的基础，准确监测土壤耕作层含水率并对作物进行精准灌溉能提高作物产量和水资源利用率。为实现高效监测土壤耕作层含水率，提出一种基于协同克里金插值的土壤耕作层含水率反演方法。首先以能够获取土壤表层信息的Sentinel-1卫星数据为本文数据源，与具有可靠运算能力的XGBoost(Extreme gradient boosting)模型结合可以高效反演土壤表层含水率;将其大范围土壤含水率反演结果作为协变量，把115个实测土壤耕作层含水率作为主变量，利用土壤表层与耕作层变量间的协同关系，采用协同克里金方法插值得到土壤耕作层含水率;协同克里金法可以很好地利用土壤表层与耕作层变量间的协同关系提升插值精度，并且在一定程度上可解决土壤耕作层含水率实测数据量不足的问题。将土壤耕作层含水率克里金插值和利用表层与耕作层含水率线性拟合进行对比，结果表明，采用协同克里金插值反演土壤耕作层含水率能够大幅提高预测准确性，决定系数R2分别提高0.25和0.20，均方根误差(RMSE)分别降低0.029、0.014cm3/cm3，平均绝对误差(MAE)分别降低0.028、0.015cm3/cm3，精度显著提高。

来源：2025年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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