Three-dimensional reconstruction of electrical impedance tomography based on corresponding points matching interpolation

An interpolation algorithm with corresponding point matching is presented for interpolating two-dimensional reconstructed images of electrical impedance tomography(EIT）to realize three-dimensional reconstruction. The calculation methods of the gradient and its orientation angle have been adjusted according to the characteristic of the EIT data, and the interpolated slice shows good quality. The experimental model is a 2.1 S/m cylinder agar block immersed in a cylindrical water tank. The comparisons of the presented algorithm to the linear interpolation and the shape-based interpolation are made. The results show that corresponding point matching algorithm can ensure both accuracy and computational efficiency, thus the algorithm satisfies the requirements of the real-time EIT monitoring.     

近50年中国东部林区最高气温序列

运用线性回归插补途径和RHtest方法分别对1961-2010年我国东部林区853个站点的日最高气温资料进行插补和均一化检验订正,建立完整且均一的日最高气温数据集.在此基础上,对比分析我国东部林区近50年来最高气温订正前后的变化特征.结果表明:订正后东部林区年及四季(春、夏、秋、冬)平均最高气温每10年分别增加0.171,0.233,-0.002,0.201和0.263℃,订正后整个区域年平均最高气温均呈上升趋势,而订正前有部分站点呈降温趋势;春、秋、冬3季平均最高气温在整个林区几乎全部呈现上升趋势,夏季东部林区多数站点呈降温趋势,尤其是长江和黄河流域之间的区域.     

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。     

基于阻隔因素的耕地质量分等因素插值方法研究

在山地丘陵区,耕地质量等级调查评价中的分等因素属性值估算受到大、中型山体阻隔影响,造成分等单元各分等因素属性赋值结果的失准。以青海省平安区为研究区,研究基于阻隔因素的分等因素属性值估算方法,并与反距离权重插值、样条函数插值方法进行了交叉验证。结果表明:不同的插值方法对3个分等因素空间分布趋势的模拟基本一致;由于插值原数据的特征与插值原理的不同,导致基于阻隔因素的插值方法对不同的土壤性质表现不一致。土壤有机质和有效土层厚度最适宜的插值方法是基于阻隔因素的样条函数插值,而在土壤pH值插值中,基于阻隔因素的反距离权重插值精度最高;研究区内的土壤有机质含量和有效土层厚度的插值精度比不考虑阻隔因素的样条函数插值的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差、相对均方根误差分别提高了11. 23%、10. 98%、7. 54%、9. 20%和15. 08%、11. 74%、17. 41%、9. 40%;采用基于阻隔因素的样条函数插值方法对有机质含量和有效土层厚度进行插值,二者实测值与预测值之间的决定系数分别为0. 927和0. 901。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

[目的]监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。[方法]采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TW( I 地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。[结果]①研究区表层土壤(0~10 cm)属于重度盐渍化土壤,10~20、20~40、40~60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC1:5有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10~20、20~40、40~60cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0~10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10~20、20~40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。[结论]渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。     

基于指示Kriging法的土壤盐渍化与地下水埋深关系研究

在北方干旱、半干旱的地下水浅埋区,土壤盐渍化是土地资源退化的主要原因,防治土壤盐渍化是农业和生态环境可持续发展的重要保障。该文以内蒙古河套灌区解放闸灌域为例,运用指示Kriging法绘制并比较了不同阈值下地下水位埋深和土壤表层含盐量的概率分布图,从概率空间分布的角度分析研究了土壤盐渍化与地下水位埋深之间的关系,从而将这方面的研究从通常的农田尺度扩大到灌域尺度。结果表明:1)土壤盐分和地下水位埋深空间变异强度均为中等,且具有中等的空间自相关性,球状模型拟合变异函数的效果较好;2)在灌域尺度上,解放闸灌域4月底土壤表层发生中度、轻度盐渍化时地下水位临界埋深分别为2.0、2.5m,西南及中东部地下水位埋深小于临界埋深的概率较大,是土壤返盐的高风险区;3)3月底地下水位埋深对土壤返盐的影响比4月底更大一些,这表明地下水位埋深对土壤返盐的影响具有一定滞后效应,只有地下水位埋深小于临界深度的状态维持一段时间,才会造成土壤中度或轻度盐渍化。     

汉江流域日降水多种小波分解与重构及其时空分布

将汉江流域55个气象站点1981年的日降水数据作为随机信号,借助于小波分析时间变化特征,利用Haar等7种小波函数分解日降水信号,采用Kriging空间内插方法把分解得到的小波系数空间离散化,在每个100 m×100 m栅格上进行小波的重构,从而实现随机性较高的日降水信息的时空降尺度,以期得到较为准确的日降水时空数据集.利用该流域另外45个气象站点1981年的日降水数据进行时空模拟结果的验证.通过平均误差等指标的定量评估.结果表明,采用Haar小波母函数对日降水信号进行分解与重构能够最准确地表达日降水的时空变化特征,更能充分表达日降水的高度随机性本质特征.     

基于多维分形的铜陵地区土壤中Pb元素空间分布

克里格插值法的平滑作用使其无法反应空间分布的奇异性。该文将多维分形地统计学方法应用于铜陵地区土壤中Pb元素的空间分布研究中。通过将克里格插值法与多维分形方法的结果进行对比发现,该地区土壤中Pb元素有较强的空间自相似性,多维分形方法合理地强化了局部区域的估值结果,可以较好的表达土壤元素空间分布的局部奇异性。多维分形方法可以广泛应用于土壤元素空间分布的研究,尤其是矿区土壤重金属元素空间分布的研究。     

田块尺度上土壤重金属污染地统计分析及评价(简报)

该文以北京市某生态农场的大田为例,应用地统计学分析方法进行了变异函数的计算和模型拟合,建立了计算土壤重金属含量的最适空间插值理论模型,随后运用克立金估值方法绘制了田块尺度上土壤重金属的空间分布图,并与土壤重金属污染标准进行比较,土壤重金属污染评价结果表明：研究范围内的土壤重金属含量较低,未发现污染。该研究结果表明地统计学分析方法可为田块尺度上的农业优化管理提供决策支持。     

基于Kriging插值法的土壤磷素空间变异图建立及分析

建立土壤养分空间数据库,并进行空间变异分析,已成为推进精准农业实施的前提和基础。本文结合国家“863”项目“玉米精准作业系统研究与应用”的要求,运用GPS（全球定位系统）采集地块信息,结合GIS（地理信息系统）技术,进行数据的处理,创建数据库、地图等操作,并应用Kriging（克里格）插值法生成土壤磷素养分空间变异图。通过对该区域土壤磷素养分空间变异特征的分析,为合理施肥、实行养分的分区管理、为指导农民科学种田,提供理论依据。