基于混合地理加权回归与克里格的区域降水量空间插值方法

基于四川省区域范围内144个气象站点的实测降水数据,在综合考虑空间位置、地形等影响因素的基础上,采用改进的回归克里格模型,即混合地理加权回归克里格模型（MGWRK）对四川省年降水量的空间分布进行空间插值,并与普通克里格（OK）、全局回归克里格（GRK）和地理加权回归克里格（GWRK）等模型的插值效果进行对比分析。结果表明：（1）应用逐步回归法筛选确定的用于回归分析的影响因子组合为经度、纬度和坡度,可有效消除解释变量间的多重共线性,为后续的空间插值奠定基础;（2）同一回归变量在地理加权回归（GWR）与全局回归（GR）两种回归模型中的AICc（修正的赤池信息量准则,Corrected Akaike Information Criterion）值之差（ΔAICc）可用于定量判定各回归变量的空间非平稳性类型,据此将变量坡度设为全局变量,经度和纬度设为局部变量进行处理。在此基础上,通过MGWRK模型对四川省年降水量进行空间插值;（3）MGWRK插值模型综合考虑了空间位置、地形等多个影响因素及其与降水相互关系的空间非平稳性特征,相对于传统的OK和GRK法具有更高的插值精度。     

日最大降水量与时最大降水量于台湾地区频率分析适用性之研究

在台湾地区地形、环境特殊的情况下,再加上气候等因素,导致灾害频仍,而发生灾害之主因以降雨为主,故针对日最大降水量及时最大降水量进行频率分析,依气象站所设21个气象站分北、中、南、东4区域为分析对象,分析采用常态分布法、对数常态分布法、极端值第1类分布、皮尔逊第3类分布及对数皮尔逊第3类分布5种分布。以5种不同之频率分析方式求得各频率年（5,10,50,100,200 a）之分析数值,再利用标准差检定法,寻求标准偏差最小之数值。由研究结果得知:无论是以日最大降雨量或时最大降雨量而言,台湾全区皆建议采用对数皮尔逊第3类分布作为频率分析之推估。     

正交经验函数在降水量年季变化分析中的应用

正交经验函数可综合考虑地理空间对降雨特征的影响。结合正交经验函数,基于阜新地区1964-2018年降水量数据,对其降水量年季变化特征进行分析。结果表明:阜新地区年降水量空间变幅为63%,总体呈现递增变化,但增幅较小。夏季降水空间变化最为明显,且东部递增幅度较大,南部呈递减趋势,空间上总体呈现相反变化。冬季各区域降水量总体递减,空间变化较为一致。研究成果对于阜新地区旱涝分析具有重要的参考依据。     

克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用

基于河北省第二次全国土壤普查数据,对比了常用土壤有机碳相关因子土地利用和土壤类型与普通克里格插值结合前后对土壤有机碳密度空间预测精度的差异,探讨了普通克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用。研究结果表明,土地利用能够独立解释土壤有机碳密度总方差的19.0%,与普通克里格插值结合以后能够将对土壤有机碳密度总方差的解释程度显著提高到30.2%。低级土壤分类土属能够独立解释土壤有机碳密度总方差的45.0%,但与普通克里格插值结合以后对土壤有机碳密度总方差的解释程度为44.8%,两者相差不大。因此区域空间上能否进一步应用普通克里格插值优化土壤有机碳的空间预测与所选用的土壤有机碳相关因子有关。     

基于密度参数K-均值算法的RBF网络及其在降水量预测中的应用

径向基函数（Radial Basis Funtion,简称RBF）神经网络是一种收敛速度快、逼近能力强的前馈型神经网络。为提高网络的训练速度,采用基于密度参数的K-均值算法,消除传统K-均值算法对初始聚类中心的敏感性,构建了基于K-均值算法的RBF降水预报模型,并应用于挠力河流域的友谊农场汛期月降水量预报中,以检验所建模型的有效性。结果表明,与标准的K-均值算法RBF网络模型和BP（Back Propagation）网络模型相比,所构建的RBF降水预报模型对2008年,2009年,2010年各年间汛期（6—9月）降水量的预测平均相对误差为9.270 7％;确定性系数为0.96。预报精度均有所提高,且满足水文预报要求。     

ARIMA模型在大凌河支流流域降水量的预测应用研究

以大凌河支流叶柏寿水文站以上区域为研究区域,基于ARIMA模型预测了该区域2000—2013年降水量,并和区域内实测的降水量进行对比分析ARIMA模型在大凌河支流降水量预测的适用性和预测精度。研究结果表明:ARIMA模型在大凌河支流降水量预测中具有较好的精度,可用于区域降水量的预测,预测的降水量年值和实测降水量年值之间的相对误差小于20%,相关系数达到0.706 7。研究成果对于区域降水量预测和水资源配置规划具有参考价值。     

两种NDVI时间序列数据拟合方法比较

归一化植被指数（NDVI）时间序列数据拟合目的是降低时序数据的噪声水平,重建高质量的NDVI时序数据,有利于多种参数反演和信息提取。针对国际上普遍应用的两种NDVI时间序列数据拟合方法,即Savitzky-Golay滤波法和非对称性高斯函数拟合法,该文在介绍两种方法基本概念的基础上,利用直接比较法和间接比较法在中国对两种拟合方法进行了比较分析。结果表明,Savitzky-Golay滤波法和非对称性高斯函数拟合法的拟合效果总体上一致,但二者之间还是存在区域差异性,这种区域差异与两种方法的自身特点和中国区域自然条件紧密相关。不同数据拟合方法的比较研究可以弄清每种方法的优缺点和区域适宜性,有助于研究人员针对不同研究目的和研究区域选择适宜的NDVI数据拟合方法,减少遥感数据处理中的误差,提高研究精度。     

多元统计分析方法在徐州城区公园绿地土壤肥力评价中的应用

以徐州市三环路内4个城区的公园绿地土壤为研究对象,采用多元统计分析方法计算得出其土壤肥力因子4个主成份：（1）土壤有机质、土壤氮素因子;（2）土壤磷素、土壤钾素因子;（3）土壤黏粒、土壤容重因子;（4）土壤酸碱度（pH值）因子。再借助SPSS11.5统计软件得出土壤肥力指标权重值及其方差极大旋转后主成份因子得分,最后计算其综合评价得分。结果表明：该城区公园绿地土壤肥力质量情况总体上较差,其中九里区土壤综合肥力水平最高,泉山区次之,云龙区和鼓楼区相差不大。     

~7Be含量平衡方法在土壤侵蚀估算中的应用

利用核素示踪技术为研究土壤侵蚀开辟了新的途径,特别是7Be半衰期较短、仅分布于地表几厘米范围内、和土壤颗粒紧密结合等特点,使得其具备了评估短期内地表利用状况改变、水土保持措施等人为活动对地表土壤迁移的影响程度的潜能。介绍了7Be含量平衡方法在短期内土壤侵蚀估算中的应用,指出了该方法的一些不足,并展望了其应用前景。     

可变模糊集方法及其在土地适宜性评价中的应用

土地适宜性是多级别、多指标模糊评价问题,其模糊性在评价中应予以考虑。可变模糊集方法以可变模糊集理论为基础,通过模型参数的变化,提高评价结果的可靠性。该文在介绍该方法的基础上对长乐市农用土地适宜性等级进行了评价。结果表明该市农用土地适宜性等级介于中度适宜与高度适宜之间,略偏于中度适宜。可见该方法在土地适宜性评价中具有较好的适用性。     

土壤属性预测中Kriging参数对插值精度的影响研究

为了有效提高土壤属性预测中的Kriging插值精度,研究借助GS+5.1和ArcGIS 9.3等软件来分析河南省西平县宋集乡土壤全磷和有机质在不同参数条件下的Kriging插值精度,结果表明:决定系数R2最大的变异函数模型,插值结果误差不一定最低、平滑效应不一定最弱,需比较分析插值结果以选择合适的模型;近距离实验变异函数值r#(h)的拟合对提高Kriging插值精度具有重要意义,拟合变异函数理论模型时,除综合考虑各个r(h)#的拟合程度外,同时对近距离r(h)#应给予足够的重视;插值的最佳邻域样本量一般在内层和次内层邻域样本权重达到平稳时取得,对于样本点空间分布相同的不同土壤属性,空间相关性较弱(块金系数较大)的土壤属性,其Kriging插值的最佳邻域样本量较大。     

基于Kriging插值的黄河流域降水时空分布格局

采用国家气象局整编的1960-2000年黄河流域97个气象站点的系列资料和Kriging插值方法,对黄河流域降水时空结构及其变化特征进行了分析.结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;就年际变化而言,20世纪60年代和80年代降水偏多,尤其是80年代黄河流域年平均降水与正常值相比要偏高许多,而70年代和90年代降水偏少,目前正处于降水偏少时期.黄河流域上游的降水增加趋势相当明显,而中游和下游降水则明显减少;就降水年内分配而言,降水高度集中在汛期（6-9月）,且上、中、下游降水均以7、8月最多,但下游7、8月降水较中、上游更为集中.研究结果和分析结论对了解黄河流域水资源演变具有十分重要的意义.     

隆德县降水空间分布式模型研究

降水是隆德县水资源的主要补给来源,降水资源评价在区域水资源评价工作中占有至关重要的地位。研究利用距离倒数加权法对隆德县降水量进行空间插值,并借助Region Manager软件,在建立研究区降水、高程及地理位置数据库的前提下,绘制了区域降水量等值线图,对隆德县区域降水的空间分布式模型进行研究,为区域水资源评价提供依据。     

基于空间插值逐日降水格点数据的福建省降水时空变化分析

构建可靠的高时空分辨率降水数据集,揭示全球变暖背景下的降水时空变化特征,对于水资源管理与水土流失预防与治理至关重要。利用组合空间插值方法,以福建省1979—2018年400余个站点观测逐日降水数据为原始数据源,得到研究区0.05°×0.05°高空间分辨率逐日降水格点数据集。以此数据集为基础,计算8个极端降水指数和3个降水集中程度指标,分析福建省降水时空变化特征。结果表明：提出的组合空间插值方法可以有效提高逐日降水插值精度,并且数据精度高于目前常用的再分析与卫星遥感降水数据产品;福建沿海地区、闽江下游1日最大降水量、5日最大降水量、强降水量、降水总量、降水强度5个极端降水指标有大面积显著上升趋势;全区域降水集中期以鹫峰山脉-闽江下游-戴云山脉一线为界,西北地区早于6月11日,东南地区则晚于6月11日,与福建省前后汛期时段基本相符;西北地区前汛期雨季有后推趋势,东南地区后汛期雨量有增多趋势。     

贵州省最大日降雨量时空分布及重现期估算

利用1961—2012年贵州省81个气象观测站的逐日降雨资料,采用概率分布、线性趋势和空间分析等方法,分析了贵州省近52年来最大日降雨量的时空分布特征。结果表明:近52年来,贵州最大日降雨量呈递增趋势,递增速率为2.3mm/10a,全省最大日降雨量为336.7mm,平均最大日降雨量为205.1mm,年际变化趋势表明,2000年以后最大日降雨量呈递减趋势;最大日降雨量季节差异明显,春季、秋季最大日降雨量呈递减趋势,夏季、冬季最大日降雨量均为递增趋势,最大日降雨量空间分布不均,由北向南呈递增趋势;最大日降雨量100年和200年重现期估算值的空间分布形态具有一致性,高值区主要在贵州南部一带,100年和200年一遇的最大日降雨量分别为350.9mm和375.8mm。     

2008-2020年成都地区盛夏降水时空分布特征

为获得成都盛夏降水的时空分布特征,通过2008—2020年中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水资料,分析了成都地区盛夏7月、8月降水的时空分布特征。结果表明:(1)成都地区盛夏平均降水量总体呈西高东低的分布趋势。(2)成都盛夏以夜间降水为主,雨带明显向东传递,降水峰值主要出现在3:00—4:00,并且中东部在午后还存在一个次峰值。(3)小时强降水的降水量和降水频次的贡献率在空间上分布基本一致,最大值区均位于大邑和邛崃的交界处,低值区出现在西部高海拔地区和简阳地区。(4)2013年、2018年、2020年小时强降水的次数明显偏多,这是由于副高异常偏西偏北导致。(5)成都西部地区小时强降水的频次明显多于其他地区,但极值却偏小,成都地区极端强降水事件更容易出现在3:00左右。综上,通过对成都盛夏降水的研究,为该地区降水监测、城市防洪和防灾减灾等提供决策依据。     

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.     

淮河流域极端降水概率分布模型及其应用

[目的]研究淮河流域极端降水最优概率分布模型,旨在为洪水计算规范修改和调整提供参考。[方法]基于淮河流域110个气象站点1959—2008年的日降水资料,通过年最大值法(AM)及超门限峰法(POT)分别建立极端降水AM及POT序列,比较两者捕捉极端降水的适用性,建立淮河流域极端降水最优概率分布模型,并对其应用进行探讨。[结果](1)在研究流域极端降水空间分布上,POT序列适用性更强,能较好捕捉降水极值。在研究极端降水时间变化上,AM序列更合理;(2)经K-S法检验,Wakeby函数是AM及POT序列的最优概率分布模型,优于水利工程标准曲线PearsonⅢ函数,且Wakeby函数的中部拟合效果比尾部更优。[结论]最优概率分布模型在气候变化的研究中得到较好地应用,近25a来淮河流域极端降水强度呈增长趋势,且频率增大,需加强对该流域极端降水灾害的防治减灾工作。     

逐日太阳辐射的模拟计算

在分析国内外太阳辐射估算方法的基础上,建立了一种简单实用、易操作的模拟逐日太阳辐射的方法,仅需要输入站点的日照时数和地理信息。对我国不同区域9个代表站点的模拟结果与实际观测结果进行比较与统计检验,结果表明:模拟值与实测值之间相关显著(相关系数为0.81~0.93),模拟得到的晴空辐射值与多年实际观测最大值基本一致。该模拟方法的平均误差为16.5%,平均偏差、平均绝对偏差和均方根偏差分别为0.77、2.09和2.65MJ.m-2.d-1。但此方法对于特定环境区域的模拟参数还需调整。     

西藏地区降水侵蚀力时空分布研究

以2000-2008年的TRMM 3B42数据为基础,在ARC/INFO软件提供的地图代数运算功能支持下,利用日降水量估算降水侵蚀力,对西藏地区降水侵蚀力及其年内分配和年际变化的空间分布特征进行了分析.结果表明,西藏地区降水侵蚀力大体呈由东南向西北递减的趋势,地区差异大.降水侵蚀力年内分配集中度呈由东南向西北增加的趋势,降水侵蚀力越小的地区,年内降水侵蚀力分布越集中.西藏自治区降水侵蚀力在2000-2008年的年际变化同样存在空间分异,整体上呈现降低的趋势.