黄土高原降水量的空间插值方法研究

在地统计学和地理信息系统支持下,采用多种插值方法对黄土高原降水量进行了空间插值研究, 并探讨了气象站点密度与布局对插值结果的影响。结果表明,地统计学方法优于传统的反距离加权插值、多项式插值和径向基函数插值方法;考虑高程影响的普通协克里金方法优于一般的克里金方法和简单协克里金方法。通过空间插值得到了黄土高原降水量分布图,由该降水量分布图可知,黄土高原降水量总体呈现西北低、东南高的态势,界限很明显;年均降水量在100-800 mm,主要集中在200-600 mm内,以半湿润-半干旱气候为主。     

基于GIS的东北地区气象要素空间插值方法

[目的]研究东北地区气象要素的最佳空间插值方法。[方法]利用ArcInfo GIS软件的地统计分析工具,采用反距离加权插值、径向基函数法和克里格插值等多种空间插值方法,对东北地区年降雨量和月平均气温等气象要素进行空间插值研究,从而确定最适宜某个气象因子的插值方法。[结果]对于月平均气温,克里格方法的空间插值效果较好;对于年降水量,利用径向基函数法效果较好。[结论]东北地区月平均气温和年降水量存在明显地区差异,月平均气温南高北低,年降水量西北少、东南多。     

基于GIS的山西永定河流域降水空间插值方法分析

以山西省永定河流域20个国家基本气象站点43年平均降水数据为基础,运用ArcGIS软件地统计学模块进行空间降水插值试验,分别采用了反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)和克里格法(KRIG-ING)3种常见的空间内插方法,探讨了山西永定河降水的空间分布。分析发现,3种插值方法在分析区域降水空间分布方面各有优缺点,其均方根预测误差(RMS)的排列顺序为KRIGING相似文献   

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GIS的关中—陕南地区降雨量空间插值分析

[目的]比较4种空间插值方法的插值效果,分析研究区域降水空间分布特征。[方法]以陕西省关中—陕南地区为例,采用该地区72个气象观测站点59年的降水量资料,结合GIS空间插值技术,以国际科学数据共享服务网站30 m×30 m网格DEM为基础,选取IDW、普通克里金插值法、协同克里金插值法和径向基函数插值法对关中—陕南地区72个观测站多年平均降水量进行空间插值,并分区域随机选取其中10个站点的降水量数据对4种插值方法的插值效果进行检验,以此确定最佳插值方案,分析研究区域的降水空间分布特征。[结果]顾及地形因素的协同克里金插值效果最佳,并能真实地反应研究区域的降水空间分布特征,普通克里金法次之,反距离加权法和径向基函数法较差。对插值结果的进一步分析显示,该研究区域降水呈现明显的纬度地带性分布特征,且降水受地形、地貌等因素影响较大。[结论]顾及地形因素的协同克里金插值法效果最优,适用于该区域。     

基于GIS ESDA的宁夏县域生态补偿空间分析

采用探索性空间数据分析（ESDA）和聚类分析等方法,通过ArcGIS和GeoDA软件,评价宁夏县域生态效益,结合宁夏县域生态系统服务价值的ESDA分析,确定宁夏县域生态补偿的主客体。结果表明：红寺堡区、泾源县、彭阳县等区域生活条件恶劣,发展困难,但生态环境建设意义重大,而银川市辖区、石嘴山市辖区和灵武市等区域经济发达且ECPS等级很低,后者应对前者进行生态补偿。     

基于GIS的大比例尺度土壤空间变异特性与插值方法

为了提高土壤信息特征的空间分布精度,推动土壤的定量化研究及精准农业的实施,为提高大比例尺度土壤信息特征的空间分布精度提供技术支持.利用地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤养分的空间变异特性进行了分析和比较,根据旱地和水田中各土壤养分元素的不同空间变异特性选出最优插值方法.结果表明:试验区水田、旱地的有效磷块金值与基台值比值分别为0.802 7和0.749 9,空间变异相关性很弱,其他养分指标的块金值与基台值比值在0.444 1～0.684 8,具有中等的空间相关性;大比例尺度下水田与旱地的最优插值方法均为普通克里格法.     

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。     

基于ALOS数据3种插值方法对比分析

对焉耆盆地2007年生长季ALOS数据采用最邻近插值、双线性插值和三次卷积插值3种重采样方法进行处理,结果表明,最邻近插值法运算速度最快,双线性插值法光谱信息保真度较高,三次卷积插值法对影像中地物空间信息保留较好.以上结果将为今后3种重采样方法的选择以及其他类似遥感影像处理提供依据.     

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GIS和空间插值技术的南方丘陵山区土地生产潜力估算

在前人关于农业生产潜力研究的基础上,在地理信息系统和气象、水文、土壤等基础数据支持下,对研究区土地生产潜力进行研究.针对南方丘陵山区景观破碎,地形复杂,气温、降水等气候要素空间变异比平原区明显的特点,利用比较详细的雨量站和气象站(哨)数据,以30 m×30 m象元为潜力单元,对生产潜力中的温度和降水空间模拟进行重点研究,最后应用机制法估算主要作物的生产潜力和不同耕作制度下土地的生产潜力,通过分级统计和分级制图,分析研究区土地生产潜力的数值分级和空间分布特征.     

GIS空间插值方法在湖泊水质评价中的应用效果比较研究

采用Kriging和径向基函数等2种GIS空间插值方法对梁子湖的水质污染现状进行分析研究,结果表明,梁子湖的大片水域水质都处于Ⅱ类和Ⅲ类,在湖泊的中部以及宁港附近的水域起水质可以达到Ⅱ类甚至Ⅰ类水质标准。通过对2种插值方法的应用效果进行比较,得出在研究区的空间尺度及采样规模下,Kriging具有较高的精度,其插值分析结果较为接近实地数据,可以作为梁子湖水质评价的主要空间插值方法。     

基于GIS空间分析的汾河流域经济空间分异分析

以汾河流域各县域为研究单元,选取1994~2013年研究区人均GDP数据,以GIS空间分析方法为基础,分别从绝对差异、相对差异、空间分异特征等角度对其20年来的经济空间分异态势进行分析。结果表明:汾河流域县域经济发展两极分化态势明显;太原市作为区域核心,对周边县市的辐射带动作用逐渐减弱;流域中部经济发展速度较快,以孝义市为核心,依靠资源禀赋以及交通区位条件等,经济增速明显,成为新的高值聚集区;流域南部缺乏明显的中心城市,临汾市作为汾河流域南部人口最为集中的城市,但其经济发展相对较慢,对周边县域的辐射带动能力较弱,作为局部核心城市的作用不显著。     

基于GIS的淮南市土壤Cu含量克里格插值方法比较研究

利用Arc GIS地统计学中克里格空间插值方法,对分布类型为对数正态分布、具有二阶多项式趋势的淮南市土壤重金属Cu含量的空间结构及分布特征进行了研究。基于经过对数变换的Cu含量分析数据,考虑是否进行分析数据的趋势移除,综合比较了三类克里格法(普通克里格、简单克里格和泛克里格)共6个具体插值方法的分析结果。结果表明,土壤Cu元素含量数据经过二阶趋势移除,采用简单克里格方法插值效果最优。在11种可选的半变异函数模型中,孔穴效应模型插值效果优于高斯、指数等其他模型。研究区土壤Cu含量属中等程度的空间相关,说明Cu含量空间变异受随机性因素和结构性因素共同影响。淮南市土壤Cu含量除受土壤内在因素影响外,可能来源于人类的采矿活动和对化肥、有机肥和农药的过度使用。     

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.     

基于不同空间插值类型的耕地土壤有机质空间变异性分析

基于地理信息系统(GIS)与地统计学原理,使用ArcGIS的统计分析模块研究了福安市耕地土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明:福建省福安市耕地土壤有机质含量属于中等变异;有机质的半变异函数最佳理论模型为指数模型。对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性较强,说明其空间变异主要受土壤母质、地形、气候等结构性因素作用的影响。利用交叉验证和独立验证,对比验证3种Kriging插值类型(Ordinary Kriging、Simple Kriging、Universal Kriging),结果表明:Ordinary Kriging的插值制图的精度和稳定性最佳。绘制了福安市耕地土壤有机质含量分布图,直观地显示了福安市耕地土壤有机质的空间分布情况及丰缺状况,可为农业生产合理布局、科学施肥提供理论依据及指导。     

基于不同空间插值类型的耕地土壤有机质空间变异性分析

基于地理信息系统(GIS)与地统计学原理,使用ArcGIS的统计分析模块研究了福安市耕地土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明:福建省福安市耕地土壤有机质含量属于中等变异;有机质的半变异函数最佳理论模型为指数模型。对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性较强,说明其空间变异主要受土壤母质、地形、气候等结构性因素作用的影响。利用交叉验证和独立验证,对比验证3种Kriging插值类型(Ordinary Kriging、Simple Kriging、Universal Kriging),结果表明:Ordinary Kriging的插值制图的精度和稳定性最佳。绘制了福安市耕地土壤有机质含量分布图,直观地显示了福安市耕地土壤有机质的空间分布情况及丰缺状况,可为农业生产合理布局、科学施肥提供理论依据及指导。     

基于GIS的宁夏皮燕麦种植气候适宜性分析

为合理利用气候资源,发挥气象为农服务作用,科学规划宁夏皮燕麦产业发展。利用宁夏中南部地区2017—2018年皮燕麦产量和气象数据,通过相关性分析方法确定宁夏皮燕麦种植气候适宜性区划指标,再根据宁夏23个地面气象站1981—2010年气候资料和地理信息数据模拟区划指标空间分布。综合各指标权重,通过栅格运算获得宁夏皮燕麦种植气候适宜性区划图。结果表明：宁夏皮燕麦种植气候适宜区主要分布在宁夏南部冷凉山区,次适宜区主要分布在宁夏中部干旱少雨地带,不适宜区主要分布在宁夏中北部黄河平原。本研究结果为合理规划宁夏皮燕麦产业布局,新品种引种和推广种植提供了科学依据。     

基于GIS的京津冀卫生资源配置空间分析

目的探讨2014年京津冀卫生资源配置的空间分布模式及特征,为卫生资源的合理配置提供参考。方法应用ArcGIS10.1软件,运用自然间断点等级分布图、Moran’s空间自相关和热点分析等方法,从地理空间角度研究京津冀卫生资源的分布情况。结果从整体和局部两方面分析了京津冀地区卫生资源配置的分布。其中整体呈现由东向西逐渐减少,由北向南先减少后增加的趋势。而人力、物力资源整体空间无相关,但局部空间自相关。某些局部地区之间的资源配置不均衡,北京是人力卫生资源配置的"热点区";物力卫生资源配置方面,秦皇岛是"热点区";保定、沧州、石家庄和衡水是其"冷点区"。结论京津冀医疗卫生资源空间分布不均,空间数据分析方法对研究京津冀的卫生资源配置具有强大的优势,所得结果具有实用价值。     

基于GIS的耕地土壤有机质空间插值模型比较及空间分异分析———以贵州省望谟县乐元镇为例

探究贵州省望谟县乐元镇耕层土壤有机质空间分异规律,为土壤肥力评价和管理工作,耕地资源的可持续利用提供指导.以望谟县土地利用现状图、土壤图及耕地地力评价数据库为材料,利用ArcGIS1O.0地统计分析模块中的克里格法,分析望谟县乐元镇耕层土壤有机质的空间变异性,对比选择最优的克里格插值模型.结果显示:望谟县乐元镇耕层土壤有机质拟合的最优理论模型是二次有理式模型,搜索方向为8 Sectors,搜索点数为2～12是较好的选择,R2为0.926; C0/sill值为0.76,表明耕层土壤有机质在人类活动的影响下空间相关性减弱,并逐渐趋于均一化;通过绘制有机质的克里格插值分布预测图,为研究区有机肥的施用提供参考.