流域降雨空间插值方法比较

采用反距离权重法和普通克里金方法对流溪河流域范围内32个雨量站2005、2006年逐时降水量进行空间插值试验分析,流域格网分辨率为1 km×1 km,将插值结果与雨量计自记数据进行综合对比分析,研究结果表明:两种插值方法基本能反映流域降水量的空间分布特征,但普通克里金方法更适合流溪河流域降雨空间插值.有效样本点数据的空间分布很大程度上影响插值精度,流域内雨量站的密度对插值结果影响也非常显著.     

距离倒数和克里克方法在土壤养分制图中的比较研究

空间插值方法以及模型参数的选择是制约插值精度的重要因素。为此,使用普通克里克、普通对数克里克和距离倒数加权方法对三峡库区王家沟小流域内的土壤养分(有机质、全氮、全磷)进行插值,研究了权重指数、邻域样本数目和变异函数模型对插值结果的影响,并用交叉验证的方法对这几种插值方法进行了比较。结果显示,距离倒数加权对于土壤有机质和全氮制图具有最高的精度,对数克里克对于全磷的模拟则是最优的。     

基于GIS空间插值的降水分布模拟方法比较研究

为了获取区域最优插值方案,模拟降水空间分布信息,基于1960-2015年湖南省87个气象站点资料,利用ArcGIS 10.2软件平台,采用克里金法、反距离权重法、样条函数法和趋势面法对研究区近56 a年均降水量进行空间插值,通过比较各插值方法的插值精度获得适合区域的插值方法,并分析了研究区降水空间分布特征。结果表明:湖南省降水空间插值受多因素影响,具有不确定性。交叉验证显示幂值为4的反距离权重法插值精度较高,基于TENSION模型的样条函数法次之,基于三角函数模型的克里金法精度略差,阶为2的趋势面法插值精度最差,然而4种插值方法一定程度上均能反映湖南省年降水量的空间分布特征。此外,不同插值方法插值结果存在差异性,其中,普通克里金法插值面较为粗糙,反距离权重法和样条函数法插值面较为光滑,趋势面法插值结果较为单调。     

小流域时段降雨量空间插值方法研

在作小流域分布式水文模型研究时，首先需要对时段降雨进行空间插值。本文基于时段降雨与年（月）降雨量的不同特点，以桑园流域为例，结合空间信息技术，通过分析小流域时段降雨与经度、纬度、高度等因子的内在关系，提出了一种适用于小流域的时段降雨空间插值方法——回归距离平方反比法（RIDS法），并与距离平方反比法（IDS法）和梯度距离平方反比法(GIDS)作了对比。通过对桑园流域2003年512个时段降雨进行空间插值对比试验，计算结果表明RIDS法的平均相对误差为4.0％，IDS法的平均相对误差为9％，GIDS法的平均相对误差为30.4％，本文提出的RIDS方法的计算结果明显优于IDS法和GIDS法。     

疏勒河灌区地下水埋深空间插值方法比较

利用反距离加权(Inverse Distance Weighting,IDW)和普通克里格(Ordinary Kriging,OK)插值方法,对疏勒河灌区近6a3月份地下水埋深平均值数据进行插值运算,根据交叉验证结果和等值面图综合评定,OK为最适合疏勒河灌区地下水埋深数据的插值方法.对地下水埋深数据进行探索性空间数据分析,结果显示,埋深数据具有离散性大、存在极大和极小值、呈正偏分布等特点.而数据转化能大大减小数据的离散性和不对称性,有效消除插值结果图中各类插值噪音.交叉验证显示,对数转化能提高OK的插值精度.     

基于地形要素的三维薄板样条插值方法研究——以广东省降水量空间分布为例

将海拔高程引入到薄板样条函数中,建立三维薄板样条模型(3DTPS),并借助地理信息系统对广东省降水量进行空间插值。以广东省气象站分布图、90m×90m数字高程模型(DEM)为实验数据,以Visual Basic.Net为平台,ArcGIS Engine为二次开发工具,提取DEM的海拔高程值以及广东省气象站点的经纬度坐标和年均降水量,用3DTPS进行空间插值,最后生成等间距的广东省年均降水量分布图。通过交叉实验,与普通TPS、反距离加权法、克里金插值进行对比分析,用均方误差作为评价指标,得出3DTPS插值精度最高。     

缺资料地区日降雨空间插值方法研究

针对常用空间插值方法对站点稀疏情况下日降雨插值精度不高的问题,在一种客观插值方法的基础上,考虑了降雨概率及站点空间方位关系对日降雨插值结果的影响,使其能够应用到缺资料地区的日降雨空间插值上来。利用贵州省羊昌河流域1995-2006年共11年(无2002年资料)的实测日降雨资料进行应用和验证,并与反距离权重法进行比较。结果表明,该方法能够满足站点稀疏情况下日降雨空间插值的要求;与反距离加权法相比,该方法具有较高的精度,明显降低了距离插值算法中的"牛眼"现象,并能较好地反映不合理结果。     

基于GIS的宝鸡峡降水量的空间插值方法分析

降水量是重要的气候要素,随着降水量空间信息需求的日益增加,降水量的空间插值应用及其广泛。运用软件ArcGIS将宝鸡峡灌区25个基本站点1961-1990年30年平均降水量数据进行空间插值,采用整体多项式法、反离权重法、克里金插值方法研究宝鸡峡地区降水的空间分布,通过对比分析得出:①宝鸡峡地区降水量在空间上变化较大,总体上东南部多于西北部。②几种插值方法各有优缺点,整体看克里金方法误差均值和误差均方差较小,预测效果最佳,可以更好的得到降水量的预测值。③采用简单克里金法虽然可以较好地反映宝鸡峡灌区降水量的空间分布但精度还是不够高的,插值精度还有待进一步提高。     

耕地土壤有机质空间变异性的随机模拟

有机质是土壤重要的肥力特征，研究盐渍土改良区耕地土壤有机质空间变异特征可为土壤质量提升提供科学依据。以山东省禹城市盐渍土改良区典型地块耕地土壤有机质为研究对象，在全面野外调查和室内化验分析以获得大量的土壤有机质相关信息的基础上，运用地统计学方法对有机质进行了序贯高斯模拟各次实现（SGSV）、序贯高斯模拟平均实现（SGSA）和ordinary Kriging插值（OK），并将SGSV、SGSA、OK与实测数据进行了统计参数、变异函数、空间分布趋势等方面进行了对比分析。结果表明OK、SGSA改变了有机质数据的空间结构,具有“平滑”效应，SGSA在消除平滑影响方面优于Kriging插值；SGSV具有与实测数据相同的空间自相关结构,对预测点的模拟值具有不确定性，为揭示研究区域土壤有机质的空间结构特征提供了有力的工具，对盐渍土改良区土壤有机质空间不确定性的风险研究具有更实际的意义。     

山丘区流域暴雨空间插值方法的比较

降雨分布研究是一类经典的空间插值问题,但是在山丘区暴雨分布研究中,由于地形复杂性的影响,传统空间插值方法难以有效地获取暴雨的空间分布。以浏阳河流域为例,结合GIS技术,在传统空间插值方法的基础上,考虑高程因素的影响改进原有的插值方法,并采用统一的交叉验证方法和精度验证模型,对插值结果进行验证比较。结果表明考虑高程因素的插值结果优于传统的插值方法,其中考虑高程因素的反距离权重法插值效果最好,验证了考虑地形因素的空间插值方法在进行暴雨分析方面的有效性。     

山区降水空间分布的插值分析

降水空间分布信息是进行区域水资源管理的基础,同时也是区域防洪减灾中所需的重要信息。采用地质统计学方法克里金方法,建立了区域降水插值模型。并以黄河故县以上集水区域为例,进行多年平均月降水插值实验。由于研究区域为地形起伏的山区,因此降水空间分析中又建立了融合地形信息的人工神经网络模型。此外还选取泰森多边形法、距离平方反比法、线性回归法,采用交叉验证法对各方法的插值精度进行对比分析。研究显示,克里金方法和融合地形信息的人工神经网络模型插值精度较高。。     

滦河流域月降雨空间变异性研究

介绍了 权重系数法推求普通kriging的理论半变异函数模型参数，并将这种方法应用到滦河流域月降雨空间变异性研究中，然后采用交叉验证法检验了kriging法的插值效果。根据计算结果分析可知，各月变程变化范围较大，其中8月份变程最大，为178km，说明该月降雨空间变异性最小。同时，各个月份的 比值范围在0～23.08%之间，这表明滦河流域降雨量具有较强的空间相关性。     

基于辅助信息的森林蓄积量空间模拟

以北京市密云县一类清查的样地蓄积量为研究对象,结合与蓄积量相关的辅助因子,采用普通克里格法、协同克里格法对森林蓄积量进行空间插值估测,并与文献[25]同一研究区的基于偏最小二乘法回归法估测结果进行比较分析。结果表明,普通克里格法、基于辅助信息的协同克里格法、偏最小二乘回归法的蓄积量估测值与实测值间的相关系数分别为0.389、0.845、0.766;基于辅助信息的协同克里格法要优于普通克里格法和偏最小二乘回归法,能够明显提高预测精度;与普通克里格法相比,所产生的均方根误差减小了71%,预测值和实测值的相关系数提高了54%。最后生成了密云县森林蓄积量空间分布图。研究表明应用地统计学方法进行蓄积量估测具有很好的应用前景,可以为森林蓄积量的估测提供一种可行的方法。     

阿克苏河流域渗透系数空间变异性分析

为合理评价阿克苏河流域地下水资源,通过野外试验及收集前人研究成果运用传统统计学和地统计学相结合的方法对阿克苏河流域渗透系数进行空间变异性及结构分析。结果表明:阿克苏河流域渗透系数变化潜水比承压水大;潜水含水层渗透系数受外界条件等随机性因素影响较大,承压水受含水层位置、地层岩性等结构性因素影响较大,最优变异函数拟合模型分别为高斯和指数模型;渗透系数南北向变异程度大于东西向,主变异方向为沿着阿克苏河流向;运用克里金插值得出渗透系数总体表现为由北向南逐渐减小,靠近河流处大于远离河流处,并给出潜水和承压水的参数分区及取值范围。该结论为阿克苏地区后期进行地下水资源评价和数值模拟提供了合理可靠的参数选取依据,并对其他地区的渗透系数研究具有借鉴意义。     

山东禹城地区土壤入渗特性的空间变异研究

在中科院禹城综合试验站102 m×52 m面积内选择样点,采用经典统计学和地质统计学方法,对土壤稳渗率和入渗经验指数的空间变异性进行研究.结果表明,土壤稳渗率和入渗经验指数均服从对数正态分布,表现出空间变异结构,但不是完全的随机变异,在一定范围内存在着空间相关现象.利用克立格最优内插估值法,绘制了土壤稳渗率和入渗经验指数的等值线图,可准确、直观地了解该地区农田土壤垂向透水性的空间分布规律.     

基于GIS的土壤盐分空间变异及盐分监测样点合理布设研究

在GIS技术支持下,采用经典统计学和地统计学方法对山东省房寺镇0～20 cm土壤盐分空间变异及其监测合理采样数量进行了研究.结果表明,研究区域土壤盐分属中等强度变异,受结构因素和随机因素的共同作用,土壤盐分具有中等强度的空间相关性;Kriging插值分析表明,土壤盐分的空间分布受微地形、气候和河流水入渗的影响,在地势较...     

基于空间插值的区域尺度土壤全盐量时空变异规律研究

为准确获取区域尺度的土壤全盐量空间分布特征以及其年际动态变化规律。以甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区,以2015年的16个监测点测得的土壤全盐量数据为基础,采用ArcGIS软件中的空间插值模块分别运用反距离权重法、样条函数法、趋势面法以及普通克里金法对区域内土壤全盐量数据进行空间插值。分析表明,反距离权重法插值精度最高、与实际监测的结果吻合度高,能准确反映土壤全盐量时空变异规律及分布特征。运用反距离权重法对研究区1994、2001、2008和2015年的土壤全盐量观测数据进行空间插值,结果表明:研究区内的土壤全盐量最大值逐年增大,由1994年的2.2648%增大到2015年的3.2294%,土壤全盐量最小值除个别年份有所降低外,总体亦呈现增大趋势,全盐量平均值持续增高在2015年达到了1.1228%,较1994年总体增长了0.1167%;研究区土壤盐分总体呈现西南低东北高的分布状况,且西南区域土壤全盐量呈现降低趋势而东北区域则呈现增加趋势,该结果可为研究区土壤盐渍化的水盐调控及盐渍化治理提供借鉴。     

喷灌大田土壤水分不同空间插值方法对比分析

利用冬小麦大田喷灌土壤水分测定数据,对大田喷灌的土壤水分进行了统计分析,揭示了土壤水分属于中等变异,且土壤水分不属于正态分布。然后分别使用克里格法、反距离加权法、径向基函数法和多项式回归法对大田喷灌低水分处理的土壤水分进行插值分析,结果表明克里格插值方法优于径向基函数法,径向基函数法优于反距离加权法,反距离加权法优于多项式回归法。最后利用高水分处理的土壤水分数据进行验证,得出此结论成立,并绘制了高、低水分处理的等值线图。