降雨量空间插值方法比较研究

对反距离加权法、样条函数法、普通克里格法及协同克里格法等几种常用的降雨空间插值方法的优缺点进行了分析和比较,考虑到高程对降雨量影响较大,在协同克里格法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协同克里格法.将4种方法（反距离加权法、样条函数法、普通克里格法及协同克里格法）用于大兴安岭地区降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协同克里格法的插值效果明显优于其他3种方法.     

地质统计学在GPS高程拟合中的应用研究

本文以某工业园区项目的GPS水准测量数据,利用地质统计学中的Ordinary Kriging方法,进行了GPS高程拟合的试验研究,发现普通克立格方法的估计精度满足规范要求,可可用于GPS高程拟合.     

GPS高程转换的应用研究

GPS测量技术在经历了这么多年的应用后,在一定程度上已经完全代替传统的三角测量,其平面控制精度得到了广泛的认可,但是GPS高程却运用得不够,人们对其可靠性和因需要满足有关条件而增加的成本还心存疑虑,至今应用有限.本文结合传统高程测量和GPS高程测量的原理和方法,探讨GPS高程测量转换的实际应用.     

1978—2007年辽宁省平均气温空间插值方法研究

气温能够反映一个地区的热量状况,其变化对于农业生产、生态环境的变化及全球气候变化有重要意义。收集整理了辽宁省47个台站1978—2007年30年平均气温数据,以Arc GIS软件为研究平台,结合数字高程模型,采用多元线性回归结合不同空间内插的方法,对气温数据进行空间插值。使用的插值方法分别为反距离权重法、规则样条插值法、张力样条插值法、普通克里格法、通用克里格法,并采用交叉检验的方法,对空间插值的结果进行检验。     

GPS高程在水利工程中的应用

对GPS高程测量的原理和方法进行了初步探讨,并结合水利水电行业GPS高程测量应用的实际,以数值拟合为主,建立了高程转换的数学模型。     

山地环境日气温PRISM空间插值研究

山地环境气象因子空间分布是生态环境过程模拟的基础,对于提高生态环境保护管理水平具有重要意义。本文基于坡面回归插值模型(PRISM)原理,综合考虑海拔、坡向等影响因子,设计开发了山地日气温插值模型。以北京西部山地自动气象站数据与DEM数据为基础,采用交叉验证法对该模型插值有效性进行检验,并与常用的反距离权重(IDW)插值、克里金(Kriging)插值、样条(Spline)函数插值的结果进行比较。研究表明,无论日平均气温,还是日最高气温、日最低气温,本文提出的插值模型的预测结果均优于其他方法。      

基于地质统计学的DTM空间插值技术研究

本文针对数字地面模型（Digital Terrain Model）的建模问题,将高程看作区域化变量,应用地质统计学（GS）中普通克立格（简写OK法）研究了1个山区高程空间变异分析及其插值.结果表明：OK法可以进行DTM的最优空间插值,而且可提供插值结果的精度,能满足DTM对高程的精度要求,其插值结果表明OK法可以直接用于DTM的建模.     

基于ANUSPLIN 的降水空间插值方法研究

【目的】对黄淮海平原点状降水数据进行空间插值,筛选最优模型,分析插值精度,为该区域水分供给状况分析、农业干旱研究等提供科学依据与技术支撑。【方法】采用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN,根据黄淮海平原内457个气象站点1981—2010年连续30年的降水数据,分别以分辨率为90 m、1 km的高程数据作为第三变量,对降水数据进行空间插值,根据误差统计选出最优插值模型,分析不同分辨率的数字高程模型与插值精度的关系;为比较ANUSPLIN插值结果,随机选取29个点的降水数据作为验证集,同时将其与克里金插值方法进行比较。【结果】(1)对所选气象站点数据进行交叉验证发现,相比较克里金插值,ANUSPLIN得到的结果精度更高。冬季降水量较少时的插值精度比降水集中的6—8月份的插值精度高,利用ANUSPLIN对冬季的降水数据插值的均方根误差为0.38 mm,夏季为4.19 mm,克里金方法对冬季降水数据插值后对应的RMSE为0.45 mm、夏季为4.31 mm;(2)DEM分辨率越高,对应的插值精度会有所提升,对夏季降水插值较明显,利用90 m分辨率的DEM对夏季降水插值,RMSE为4.19 mm,1 km分辨率的DEM插值后对应的RMSE为4.24 mm。【结论】通过ANUSPLIN对黄淮海平原的降水插值方法研究,探讨插值精度与DEM分辨率的关系,发现提高协变量数据DEM的分辨率可以获得更高精度的降水栅格数据,相比较克里金方法,AUNSPLIN获得的结果更加细致地描绘出地形因素对降雨空间分布的影响,为黄淮海平原干旱分析、指导当地农作物灌溉生产提供重要的决策支持信息。     

基于ANUSPLIN的时间序列气象要素空间插值

【目的】介绍ANUSPLIN在黄土高原多沙粗沙区时间序列气象要素的空间插值过程,为相关人员在ANUSPLIN的参数设置、误差分析和协变量要素选择等方面提供参考。【方法】以薄盘样条函数为插值理论,以专用气象数据插值软件ANUSPLIN为实现工具,并引入一个或多个协变量线性子模型,来实现多个气象要素的空间插值。【结果】完成了黄土高原多沙粗沙区时间序列(1980~2000年)多个气象要素月平均数据的栅格化,计算了气象要素随其影响因子变化的关系。【结论】ANUSPLIN以薄盘光滑样条函数为理论基础,引入协变量线性子模型,能较好地提高气象要素空间插值精度,且能反映气象要素随其影响因子变化的比率关系。在大多数情况下,该区模型选择以样条次数为3次的局部薄盘光滑样条函数模型为最佳。温度的空间插值相对比较容易,且误差较小,1995-07平均相对误差为1%;风速、水汽压的误差中等;日照时数和降雨量的误差较大,个别情况相对误差可超过50%。     

山东省文登市耕层土壤有机质的空间分异特征研究

本文在Arcgis地理信息系统平台上,利用地统计学分析模块中的克立格法,基于野外采集的土壤样本GPS 数据和土壤有机质含量的测定值,针对文登市农田生态系统耕层土壤有机质进行了空间分异性特征分析,并对比评价了各种克立格插值模型.结果表明:文登市耕层土壤有机质的空间变异性较为显著;有机质含量的空间变异结构最佳拟合模型是Tetraspherical模型;C0/sill值为0.86,耕层土壤有机质空间相关性很弱,主要是人类活动影响的结果;耕层有机质含量处在较低水平,应改善耕作管理方式.     

三江源地区温度和降水量空间插值方法比较

以获取三江源地区1971～2000年的各月降水及平均气温的栅格数据为目的,选取青海省及其周边共58个基准气象站点的气候数据,结合100 m×100 m分辨率的数字高程模型（DEM）数据,采用协同克里格（Co-Kriging,COK）和薄盘光滑样条函数（Thin plate smoothing splines,TPS）2种方法进行气温及降水的空间插值。用广义交叉验证（General cross validation,GCV）的最小统计误差筛选最佳模型,用均方根预测误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）比较2种方法的精度。结果表明,①不论是COK还是TPS,引入协变量后模型插值结果的精度更优;②TPS的插值效果显著优于COK：对月均温模型,TPS的RMSE值比COK提高了69.48%,MAE验证指标提高了70.56%;而对于月降水模型,TPS的RMSE值比COK提高了28.07%,MAE值提高了29.06%。     

基于DEM的榆林市降水空间插值方法分析

【目的】比较4种空间插值方法的插值效果,为分析榆林市降水空间分布特征奠定基础。【方法】采用榆林市45个水文及雨量站点35年(1970-2004年)的降水量观测资料,结合GIS技术,以榆林市1km×1km网格DEM(Digital Elevation Model)数据为基础,建立35年各月平均、年平均降水量与站点坐标、高程之间的回归方程。选取反距离加权法、张力样条函数法、普通克里金法及协同克里金法等4种空间插值方法,对榆林市35个站点的多年平均降水量进行空间插值计算,采用10个站点的降水量数据对插值结果进行验证,并进行对比误差分析,根据插值结果,进一步分析榆林市降水空间分布特征。【结果】考虑了地形因素的协同克里金法插值效果最好,且较为真实地反映了榆林市降水空间分布特征,普通克里金法次之,反距离加权法和张力样条函数法较差。总体而言,4种插值方法均达到了较高的分析精度。插值结果表明,榆林市降水呈现明显的纬度地带性分布特征,且降水受地形、地貌以及季节因素影响较大。【结论】应用GIS空间插值技术,综合考虑地形因素,可以提高研究区域降水空间插值结果的精度,并可为分析该区域降水时空结构特征提供更为精细的数据。     

应变能最小的保正有理三次样条插值曲线

构造了一种有理三次样条插值函数,该插值函数含有参数,具有较好的可约束性,并简述了插值曲线保正的充要条件和插值曲线的应变能。为构造应变能最小的保正有理三次样条插值曲线,以形状参数和节点处的导数为决策变量,以插值曲线应变能最小为目标函数,以形状参数大于零以及插值函数保正为约束条件,建立了一个优化模型,求解获得应变能最小的保正有理三次样条插值曲线。数值例子验证了该方法的可行性。     

基于人工智能技术的数字地面模型空间插值研究

本文针对数字地面模型(D igital Terrain Model)的建模问题,将高程作为插值变量,通过建立采样点的平面坐标(x,y)及位置因子x2 y2作为输入,对应点的地面高程作为输出的1种描述空间采样数据的BP模型,用人工智能技术研究了1个小区域的高程插值问题。结果表明:基于BP法的人工智能技术可用于DTM的最优空间插值,插值结果可直接用于DTM数字建模,为数字地面模型的建立提供了1种新方法。     

基于GIS的传统插值方法比较研究——以山东省多年平均气温为例

利用GIS软件空间内插方法,采用7种不同的传统插值方法对山东省多年平均气温进行内插,生成内插表面模型并进行误差分析。结果表明,以误差均值为标准,趋势面插值方法较优,自然领域插值方法误差最大,同时,传统内插方法无法加入高程影响因子。     

长输管道GPS首级控制的有关问题

针对目前长输管道工程测量采用GPS定位技术建立首级控制网无具体技术规定可以遵循的实际问题，对首级控制网的精度等级、网形设计和GPS拟合高程等问题进行了探讨，并提出了相应的设想和改进措施。     

一类加权有理插值样条曲面及局部约束控制

目的 构造一类新的基于函数值与偏导数值的加权有理插值样条曲面,讨论该样条曲面的相关性质并分析曲面的局部约束控制。方法 一方面,先从x方向构造有理三次插值样条,再从y方向构造二元有理插值样条曲面;另一方面,按相反次序构造另一个二元有理插值样条曲面;最后将两种插值曲面加权得到一类新的有理插值样条曲面。结果 讨论插值曲面的性质,包括基函数、边界性质、积分加权系数的性质以及误差估计。通过选择合适的参数和加权系数,在不改变插值数据的前提下实现对插值区域内的局部约束控制。结论 实验结果表明,新的加权有理插值样条曲面具有良好的约束控制性质。     

云南水稻水分敏感指标空间变异规律研究

 利用云南水稻多年平均水分敏感指标数据,以地统计学作为理论工具，在地理信息系统软件平台上，对云南水稻水分敏感指标进行了空间变异规律分析，并优选出插值模型。研究表明：云南水稻多年平均水分敏感指标变异函数以普通克里金球状模型拟合最优、80.5度方向变程最大、插值模型以普通克里金球状模型插值精度较高。     

石家庄市GPS控制网的数据处理方法和分析

本文介绍了石家庄市GPS控制网的现状、概况及观测概要,重点叙述了石家庄GPS控制网在基线处理、平差处理、坐标转换、高程拟合以及投影变形等五个方面的做法和体会,对其他城市做GPS控制网时有一定的参考价值.     

三次样条插值函数在多媒体课件中的实现

作为计算方法中的一种重要的插值函数,三次样条插值函数一直是学生学习的一大重点及难点,要如何学好三次样条插值函数也成了教师和学生共同思考的问题。通过多媒体课件可以更好的表达这一函数的思想。