基于地统计学的河北省降雨侵蚀力空间格局研究

【目的】研究降雨侵蚀力的空间分布格局。【方法】搜集河北省气象台站降雨数据应用SPSS和ARCGIS地统计软件对其进行分析与模拟。【结果】建立适宜于河北省的降雨侵蚀力的简易模型，并计算各台站的多年平均降雨侵蚀力；应用不同的插值方法进行估值，综合比较各种内插方法的预测误差、统计特征值及插值结果分布图；在2阶趋势条件下，半方差模型采用高斯模型、插值方法为析取克里格方法拟合结果优于采用球状模型与指数模型的其它插值方法。【结论】应用地统计学研究降雨侵蚀力空间分布格局，将有助于精确、定量化地估算土壤侵蚀风险，为科学制定区域水土保持规划和管理策略提供数字地图支持。     

小尺度下土壤重金属铬含量的空间插值方法比较研究

以重庆市江津区吴滩镇为例,在小尺度下分别应用普通克立格法、简单克立格法、泛克立格法、析取克立格法和距离反比权重法等5种插值方法对土壤重金属铬进行了空间变异特征的研究．综合比较了各种插值方法的预测误差、统计特征值及插值分布图,结果表明二阶趋势的普通克立格法插值效果最能准确反映出土壤中铬的空间分布,而距离反比权重法效果最差．     

降雨侵蚀力空间插值不确定性及其对侵蚀模拟结果的影响

降雨侵蚀力空间插值的不确定性直接关系到土壤侵蚀的模拟结果和预测精度。利用浙江省金华市51个自动气象站近5年的逐日降雨资料,探讨了降雨侵蚀力空间插值过程中由插值方法、格网大小以及站网密度等因素所造成的降雨侵蚀力（R因子）不确定性,在此基础上,分析了R因子不确定性对土壤侵蚀量模拟结果的影响。研究表明:1）对于站网密度较高的自动站而言,插值方法和格网大小对R因子不确定性的影响不大,对R插值精度起决定作用的是站网密度;2）标准小区条件下,R因子不确定性可导致土壤侵蚀模拟结果的绝对误差在200 t/(hm2•a)以上,因而很难在红黄壤区根据通用土壤流失方程的模拟结果准确区分无明显侵蚀区和轻度侵蚀区;3）土壤侵蚀模拟中需要考虑各因子误差的叠加和累积效应,在其他因子相对误差为10%条件下,使用研究区36个站点进行插值,侵蚀量模拟结果的最大相对误差可超过40%。      

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。     

县域农田土壤铜含量的协同克里格插值及采样数量优化

 【目的】研究县域农田土壤铜含量的空间分布和采样数量,为农田土壤环境质量调查提供帮助。【方法】采用协同克里格方法,以初始的623个土壤铜含量数据及在此基础上随机抽取的560、498和432个数据为目标变量,并以初始的623个土壤有机质含量数据为辅助变量,对四川省双流县农田土壤铜含量进行插值分析,并对不同样点数量下协同克里格法在县域尺度农田土壤铜含量空间分布研究中的适用性进行评价。【结果】相同取样数量下,协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法可降低0.9%～7.77%,预测值和实测值之间的相关系数可提高1.76%至9.76%。利用协同克里格法,在土壤铜含量数据量缩减10%的情况下,其估值精度仍高于初始的623个土壤铜含量数据的普通克里格估值,且二者的分布图具有高度相似性。【结论】协同克里格作为一种更为精确和经济的方法,可为县域尺度农田土壤重金属含量的空间分布研究提供更多的信息和帮助。     

三峡库区季节性吸附态磷负荷的空间分布特征

降雨引起土壤流失和非点源污染的产生。依据三峡库区内部和周边23个气象站点的日降雨资料,采用日降雨量模型和Kriging插值法得到库区各季及各年降雨侵蚀力的空间分布,在此基础上,结合改进的通用土壤流失方程(RUSLE)和由地形指数形成的具有空间分布的入河系数,构建吸附态磷负荷的时空分布模型,并验证模型的合理性。应用所构建的模型,对三峡库区2001—2010年各季及年的吸附态磷负荷的空间分布进行模拟,结果表明吸附态磷负荷的季节性变化和空间变化都十分明显。季节性变化与降雨侵蚀力一致,夏季最大,冬季最小,春秋两季相差不大;在空间变化上,坡度较小、土地利用类型主要为林地、城乡工矿居民用地的夷陵、重庆和江津西南等地区负荷较低,而坡度较大、土地利用类型主要为水田、旱地和草地的巫溪、开县和秭归等地负荷较高。     

内蒙古地区气象要素空间内插方法比较

分别采用多元回归模型法、趋势面法、普通克里格法、反距离加权法和径向基函数法5种不同的空间插值方法,对内蒙古地区及其周边地区39a多年平均降水、相对湿度和气温进行空间内插方法优化进行了综合分析与比较.结果表明:以四球球面模型和合理二次模型为半变异函数模型模拟数据空间变化趋势的普通克里格法是内蒙古地区多年平均降水和相对湿度...     

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。     

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。     

南方丘陵耕地土壤有机质空间插值精度比较——以衢江区为例

以浙江省衢江区的耕地地力调查有机质数据为基础,比较分析普通克里格（OK）和反距离加权插值法（IDW）的有机质插值精度。研究结果表明,在同样的数据处理条件下,反距离加权插值优于普通克里格;在同一插值方法下,对按地形地貌分类、按耕地利用方式分类与整体不分类型3种情况比较,按耕地利用进行分类处理略优于按地形地貌分类处理,而按耕地利用分类和按地形地貌分类后插值精度均明显优于整体不分类型处理。     

浙江宁海农用地土壤有机质和土壤养分空间变异分析

研究农用地土壤有机质和养分的空间变异,为农田管理和测土施肥提供依据,减少农民不必要的成本投入,有利于生态环境保护。以浙江省宁海县为例,采用地理信息系统（GIS）空间分析、地统计学和Kriging插值方法对耕层土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾等4种养分要素的空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明：土壤有机质、全氮和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效磷经对数转换后符合球状模型。土壤有机质、全氮、速效磷的块金值/基台值分别为50.5%,59.7%,50.5%,都具有中等的空间相关性,速效钾的块金值/基台值为77.3%,空间相关性较弱。利用Kriging插值方法,考虑趋势性各向异性,获得了各土壤养分质量分数的空间分布图,分析了空间分布规律,并对高程和土地利用类型对土壤养分空间分布影响进行了分析。研究区土壤养分的空间分布是自然和人为利用因素共同作用的结果。图4表4参7     

黄河三角洲典型地区地下水位与土壤盐分空间分布的指示克立格评价

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,综合运用GIS和非参数地质统计学的指示克立格法,对地下水埋深与0～40cm深度土壤盐分这两个指标的空间分布进行了分析,并给出了地下水埋深与土壤盐分满足一定条件的概率分布图。结果表明,地下水埋深与土壤盐分均不符合正态分布且存在特异值,但采用指示克立格方法可以获得较为稳健的变异函数;受结构性因素与随机性因素共同影响,地下水埋深与土壤盐分的指示半方差均表现为中等的空间自相关性,且单元指示克立格与多元指示克立格插值结果表明,地下水埋深与土壤盐分的概率分布存在空间上的规律性与相似性。依据综合概率分布图对从农田到区域尺度上的农业水土资源利用的风险性和利用措施进行了评价。     

日雨量数据估算西双版纳勐仑区域降雨侵蚀力动态

研究目标区域降雨侵蚀性的动态特征,有助于制定和实施区域有效水土保持规划,促进区域农业生态系统健康、良好发展。现以西双版纳勐仑气象站1959～1998年平均年降雨量值为参考值,每24h≥12.7mm为侵蚀性降雨标准,分析该站1992～2006年的日雨量值,用修正后的土壤流失通用方程（RUSLE）中计算降雨侵蚀力方程M=α∑kj=1（Pj）β来估算该区域降雨侵蚀力动态变化（MJ.mm.hm-2.h-1）。结果表明：西双版纳勐仑区域在研究时段内,45%的年份为平水年,丰水年份超过枯水年份,总体表现为略微增加现象;同时,侵蚀性降雨量占总降雨量的75%以上,并且集中发生在雨季期间;年降雨侵蚀力值在160.742～350.393MJ.mm.hm-2.a-1,最大侵蚀力出现在2001年;年内不同月份降雨侵蚀力差异明显,雾凉季的1月仅1.107MJ.mm.hm-2.h-1,雨季的7月达到57.189MJ.mm.hm-2.h-1,二者相差50多倍,随后又逐渐降低,表现为明显的季节变化。     

基于协同克里格的县域耕地质量监测点优化布设

根据耕地质量的空间分布特征优化监测样点布局,可提高耕地质量的监测效率和准确性。本研究筛选与耕地质量协同变化的环境因子作为辅助变量,利用地统计学方法分析耕地质量的空间变异特征,采用协同克里格法优化耕地质量监测样点的布设。结果表明：利用与耕地质量相关性较好的地下水位为辅助变量,在不同规格网格的样点布设下,协同克里格在最适（5 km×5 km）网格尺度下得到66个监测点的插值精度,优于普通克里格在小（2 km×2 km）网格尺度下得到390个监测点的插值精度;而在相同规格网格的样点布设下,协同克里格方法得到监测点的插值精度均优于普通克里格。研究表明,结合易于获取的辅助变量信息的协同克里格方法可优化耕地质量监测点布设,得到更少的监测点的样点方案,在耕地质量监测中可实现减少成本的同时提高监测精度。     

基于ArcGIS的污染场地土壤铬空间格局分析

以某铬盐生产废弃场地为例,运用空间数据管理平台ArcGIS以普通克里格插值法、趋势分析法评估污染物铬（Cr）在场地土壤中的空间分布格局并实现其可视化表达.普通克里格插值分析表明场地污染物Cr主要集中在中上层土壤且Cr污染在各层中部污染较其他区域严重,Cr在场地中的空间分布与原厂工艺布局关联度较高;趋势分析与克里格插值空间分析结果具有较好的一致性,场地空间数据分层统计,合理地利用了空间插值分析中区域变量的自相关假设,提高了评估成果的可靠性.     

Spatial Interpolation and Sample Size Optimization for Soil Copper （Cu） Investigation in Cropland Soil at County Scale Using Cokriging

Knowledge on spatial distribution and sampling size optimization of soil copper （Cu） could lay solid foundations for environmetal quality survey of agricultural soils at county scale. In this investigation, cokriging method was used to conduct the interpolation of Cu concentraiton in cropland soil in Shuangliu County, Sichuan Province, China. Based on the original 623 physicochmically measured soil samples, 560, 498, and 432 sub-samples were randomly selected as target variable and soil organic matter （SOM） of the whole original samples as auxiliary variable. Interpolation results using Cokriging under different sampling numbers were evaluated for their applicability in estimating the spatial distribution of soil Cu at county sacle. The results showed that the root mean square error （RMSE） produced by Cokriging decreased from 0.9 to 7.77%, correlation coefficient between the predicted values and the measured increased from 1.76 to 9.76% in comparison with the ordinary Kriging under the corresponding sample sizes. The prediction accuracy using Cokriging was still higher than original 623 data using ordinary Kriging even as sample size reduced 10%, and their interpolation maps were highly in agreement. Therefore, Cokriging was proven to be a more accurate and economic method which could provide more information and benefit for the studies on spatial distribution of soil pollutants at county scale.     

县域耕地土壤速效钾空间预测方法的比较

【目的】筛选出测土配方施肥项目中最适宜的土壤速效钾空间预测方法,为准确预测土壤养分的空间分布提供依据。【方法】以陕西汉中汉台区耕地土壤速效钾含量为研究对象,分别采用反距离加权插值法、径向基函数插值法和普通克里格插值法3种方法,在选取3种方法最优模型参数的基础上,对试验区域内2 022个土壤速效钾样点进行空间插值,并对结果进行验证及评价。【结果】通过对3种空间插值方法进行交叉验证,径向基函数插值法均方根误差为267.349,小于其他2种插值方法;其相关系数为0.687,大于其他2种插值方法。利用分区符合度法和插值结果图进一步验证,结果表明,相对于反距离加权插值法和普通克里格插值法,径向基函数插值法更能反映试验区域土壤速效钾的分布格局。【结论】径向基函数插值法较反距离加权插值法和普通克里格插值法更适宜于试验区耕地土壤速效钾的空间预测;在测土配方施肥项目实施过程中,利用分区符合度验证法对土壤养分空间预测方法进行选择是切实可行的。     

基于DEM的云南楚雄高原地貌特征研究

在GIS支持下,采用普通克里格法对云南楚雄高原的离散样点进行空间插值,得到了栅格化数据,借助于DEM模型及GIS的空间分析功能,对该地区进行地形分析,在此基础上得出研究区的高程、坡度专题图及坡度分布特征;坡向专题图及楚雄高原地貌坡向特征;地形起伏度专题图及楚雄高原的总体起伏度特征,为云南楚雄的经济及其它领域的发展提供依...     

罗江县农田土壤全氮协同克里格插值和采样数量优化研究

[目的]研究县域土壤全氮含量的空间分布和采样数量,为紫色土丘陵区采样提供参考。[方法]利用协同克里格法,以初始的1 777个土壤全氮含量数据为随机抽取的数据,分别随机抽取1 599、1 421和1 243个数据为目标变量,并以初始的1 777个土壤有机质数据为辅助变量,对四川省罗江县土壤全氮含量进行插值分析,从而利用协同克里格法对县域尺度下农田土壤全氮含量在不同样点数量下空间分布中的适用性进行评价。[结果]在相同取样数量下,全氮协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法降低0.019 6%～0.072 5%,预测值和实测值之间的相关系数提高0.69%～0.90%。利用协同克里格法,土壤全氮含量数据在缩减30%情况下,其估值精度高于1 777个样点下的普通克里格估值,且二者的分布图都具有较高的拟合度。[结论]协同克里格法是一种经济、精准的方法,可为县域土壤养分含量的空间分布提供基础信息。     

区域性夏季平均气温空间插值方法比较

使用ArcGIS软件,采用反距离权重法、普通克里格法和泛克里格法3种空间插值方法,以东北三省78个气象站点1999、2004年夏季平均气温数据为例进行了空间插值,并采用交叉检验的方法对插值结果进行了比较。结果表明,3种方法所得插值结果均能大致反映气温分布状况,但从精度分析上看,泛克里格法精度优于反距离权重法和普通克里格法。